ЛЕД, ХЛАДОНОСИТЕЛЬ, СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛЬДА, СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОХЛАЖДЕННОГО ИЗДЕЛИЯ, СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОХЛАЖДЕННОГО ИЗДЕЛИЯ ИЗ РАСТЕНИЯ/ЖИВОТНОГО ИЛИ ЕГО ЧАСТИ, ОХЛАЖДАЮЩИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ РАСТЕНИЯ/ЖИВОТНОГО ИЛИ ЕГО ЧАСТИ, СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЗАМОРОЖЕННОГО СВЕЖЕГО РАСТЕНИЯ/ЖИВОТНОГО ИЛИ ЕГО ЧАСТИ, РАЗМОРОЖЕННОЕ ИЗДЕЛИЕ ИЛИ ОБРАБОТАННОЕ ИЗДЕЛИЕ ИЗ НЕГО И ЗАМОРАЖИВАЮЩИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СВЕЖЕГО РАСТЕНИЯ/ЖИВОТНОГО ИЛИ ЕГО ЧАСТИ
ICE, COOLANT, METHOD OF ICE PRODUCTION, METHOD OF PRODUCTION OF CHILLED PRODUCT, METHOD OF PRODUCTION OF CHILLED PRODUCT FROM PLANT/ANIMAL OR PART THEREOF, COOLING MATERIAL FOR PLANT/ANIMAL OR PART THEREOF, METHOD OF PRODUCTION OF FROZEN FRESH PLANT/ANIMAL OR PART THEREOF, THAWED PRODUCT OR PROCESSED PRODUCT THEREOF AND FREEZING MATERIAL FOR A FRESH PLANT/ANIMAL OR PART THEREOF

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится ко льду, хладоносителю, способу производства льда и способу производства охлажденного изделия.
Настоящее изобретение относится к способу производства охлажденного изделия из растений/животных или их частей и охлаждающему материалу для растений/животных или их частей.
Настоящее изобретение относится к способу производства замороженных свежих растений/животных или их частей, размороженному изделию или обработанному изделию из него и замораживающему материалу для свежих растений/животных или их частей.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
До настоящего времени для охлаждения изделия, подлежащего охлаждению, в целях сохранения свежести рыбы и т.п. использовали лед.
Патентный документ 1 раскрывает способ охлаждения рыбы путем приведения льда, состоящего из солевого раствора, в контакт с рыбой для сохранения свежести рыбы. Патентный документ 1 раскрывает способ, в котором водно-солевой раствор собирают в контейнере и охлаждают снаружи, в качестве способа производства льда, образованного из солевого раствора.
В дополнение для охлаждения растений/животных, например, свежих морепродуктов, или их частей с целью сохранения их свежести традиционно применяли ледяную воду. Однако в случае льда, образованного из пресной воды, концентрация соли в морской воде, используемой для сохранения свежести, уменьшается по мере таяния льда. В результате имеется проблема, заключающаяся в том, что из-за осмотического давления вода попадает в тело растений/животных или их частей, погруженное в смесь льда и воды, и свежесть и подобные характеристики ухудшаются.
В связи с этим Патентный документ 2 раскрывает способ производства солесодержащего льда, который образован в форме суспензии и имеет температуру таяния льда от -5°C до -1°C, соответствующую концентрации соли, путем превращения сырой воды, например, отфильтрованной и обеззараженной морской воды, в солесодержащую воду, имеющую концентрацию соли около 1,0%-1,5% путем регулировки концентрации соли и быстрого охлаждения солесодержащей воды и дальнейшего превращения солесодержащего льда, полученного путем заморозки солесодержащей воды, имеющей концентрацию соли приблизительно от 0,5% до 2,5%, в суспензию.
В дополнение патентный документ 3 раскрывает способ заморозки свежей рыбы путем погружения свежей рыбы в жидкость, в котором рапу добавляют в солевой раствор от 0,2% до 5,0% (масс./об.), и поддерживают температуру воды в диапазоне от -3°C до 10°C в течение определенного периода времени.
В дополнение для сохранения свежести свежих растений/животных, например, свежих морепродуктов, или их частей традиционно применяли производство замороженных свежих растений/животных или их частей путем охлаждения свежих морепродуктов и т.п. с помощью льда. Например, большое количество льда загружают на рыболовное судно при отправке рыболовного судна на промысел, помещают пойманную рыбу в контейнер, наполненный смесью льда и воды (лед +морская вода) и таким образом транспортируют. Однако в случае льда, образованного из пресной воды, концентрация соли в морской воде, используемой для сохранения свежести, уменьшается по мере таяния льда. В результате имеется проблема, заключающаяся в том, что из-за осмотического давления вода попадает в тушку рыбы, погруженную в смесь льда и воды, и свежесть и вкус рыбы ухудшаются.
В связи с этим Патентный документ 2 раскрывает способ производства солесодержащего льда, который образован в форме суспензии и имеет температуру таяния льда от -5°C до -1°C, соответствующую концентрации соли, путем превращения сырой воды, например, отфильтрованной и обеззараженной морской воды, в солесодержащую воду, имеющую концентрацию соли около 1,0%-1,5%, путем регулировки концентрации соли, и быстрого охлаждения солесодержащей воды и дальнейшего превращения солесодержащего льда, полученного путем заморозки солесодержащей воды, имеющей концентрацию соли приблизительно от 0,5% до 2,5% в суспензию для использования солесодержащего льда для сохранения свежести полученных замороженных растений/животных или их частей.
В дополнение Патентный документ 3 раскрывает способ погружения свежей рыбы в жидкость, в котором рапу добавляют в солевой раствор от 0,2% до 5,0% (масс./об.), и поддерживают температуру воды в диапазоне от -3°C до 10°C в течение определенного периода времени.
Патентный документ 1: Нерассмотренная заявка на патент Японии, публикация № 2000-3544542
Патентный документ 2: Нерассмотренная заявка на патент Японии, публикация № 2002-115945
Патентный документ 3: Нерассмотренная заявка на патент Японии, публикация № 2006-158301
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Проблемы, решаемые изобретением
Однако в случае льда, полученного способом, в котором водно-солевой раствор охлаждают снаружи, как описано в Патентном документе 1, при охлаждении температура самого льда, вероятно, будет возрастать, и способность льда охлаждать изделие, подлежащее охлаждению, будет недостаточной.
Настоящее изобретение выполнено с учетом вышеуказанных обстоятельств, и его задача заключается в обеспечении льда, имеющего отличную охлаждающую способность, способа его производства, способа производства охлажденного изделия и хладоносителя. Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении льда, который находится в неразделенном состоянии, и способа его производства.
В дополнение при заморозке растений/животных или их частей влага, содержащаяся в них, кристаллизуется, и разрушает клеточные ткани растений/животных или их частей, и, следовательно, имеется проблема, заключающаяся в сложности сохранения свежести и т.п. В связи с этим желательно поддерживать растения/животных или их части в незамерзающем состоянии, но при достаточно низкой температуре. Однако в случае льда, образованного из обычной солесодержащей воды, высококонцентрированная соленая вода последовательно вымывается в процессе таяния, и в конечном итоге температура льда увеличивается до 0°C. По этой причине сложно поддерживать растения/животных или их части в незамерзающем состоянии, но при достаточно низкой температуре.
Настоящее изобретение выполнено с учетом вышеуказанных обстоятельств, и его задача заключается в обеспечении способа производства охлажденного изделия из растений/животных или их частей, за счет которого растения/животные или их части могут поддерживаться в незамерзающем состоянии, но при достаточно низкой температуре, и охлаждающего материала для растений/животных или их частей.
В дополнение при заморозке влага в свежих растениях/животных кристаллизуется, и в традиционном способе в свежих растениях/животных образуются большие кристаллы льда, и, следовательно, имеется проблема, заключающаяся в том, что клеточные ткани свежих растений/животных разрушаются, и свежесть и вкус не могут быть сохранены. В дополнение в традиционных способах, описанных в Патентных документах 2 и 3, температура таяния солесодержащего льда в форме суспензии и температура жидкости для погружения являются недостаточно низкими, и, следовательно, имеется проблема, заключающаяся в том, что свежесть свежих растений/животных может сохраняться только в течение короткого периода времени, и транспортировка на большие расстояния невозможна.
Настоящее изобретение выполнено с учетом вышеуказанных обстоятельств, и его задача заключается в обеспечении способа производства замороженных свежих растений/животных или их частей, за счет которого свежесть и вкус свежих растений/животных или их частей не ухудшаются даже при заморозке, и свежие растения/животные или их части могут транспортироваться в отдаленные места в течение длительного времени, размороженного изделия или обработанного изделия из него и замораживающего материала для свежих растений/животных или их частей.
Средство для решения проблем
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что лед из водного раствора, имеющего сниженную точку затвердевания, может быть получен заданным способом, и, таким образом, выполнили настоящее изобретение. В частности, настоящее изобретение обеспечивает следующее.
(1) Лед, который удовлетворяет следующим условиям (a) и (b) и образован из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество: (a) температура льда после полного таяния ниже 0°C; и (b) темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния, составляет 30% или менее.
(2) Лед согласно пункту (1), в котором жидкость дополнительно включает в себя масло.
(3) Лед согласно пункту (1) или (2), в котором растворенное вещество включает в себя два или более видов растворенных веществ, имеющих разные степени снижения точки затвердевания.
(4) Хладоноситель, включающий в себя лед согласно любому из пунктов (1)-(3).
(5) Хладоноситель согласно пункту (4), дополнительно включающий в себя воду, включающую в себя такое же растворенное вещество, как растворенное вещество, включенное в лед, причем отношение концентрации растворенного вещества во льду к концентрации растворенного вещества в воде составляет от 75:25 до 20:80.
(6) Хладоноситель согласно пункту (4) или (5), дополнительно включающий в себя твердое вещество, имеющее более высокую теплопроводность, чем лед.
(7) Способ производства льда из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество, причем способ включает в себя:
этап, на котором образуют лед из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество, на стеночной поверхности, поддерживаемой при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания водного раствора, путем распыления жидкости, которая включает в себя водный раствор, на стеночную поверхность, и этап, на котором собирают лед, образованный на стеночной поверхности, причем этап сбора льда включает в себя этап, на котором регулируют время выдержки льда на стеночной поверхности.
(8) Способ согласно пункту (7), в котором на этапе образования льда стеночную поверхность поддерживают при температуре ниже точки затвердевания водного раствора на 5°C или более.
(9) Способ производства охлажденного изделия, причем способ включает в себя:
этап, на котором охлаждают изделие, подлежащее охлаждению, с использованием хладоносителя согласно любому из пунктов (4)-(6).
(10) Способ согласно пункту (9), в котором на этапе охлаждения между льдом и изделием, подлежащим охлаждению, помещают твердое вещество, имеющее более высокую теплопроводность, чем лед, включенный в хладоноситель.
В дополнение авторы настоящего изобретения обнаружили, что температура в процессе таяния льда, для которого (a) температура льда после полного таяния ниже 0°C и (b) темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния, составляет 30% или менее, может поддерживаться постоянной, и, таким образом, выполнили настоящее изобретение.
В частности, настоящее изобретение обеспечивает следующее.
(11) Способ производства охлажденного изделия из растений/животных или их частей, причем способ включает в себя:
этап, на котором охлаждают растения/животных или их части с использованием льда, который удовлетворяет следующим условиям (a)-(c) и образован из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество:
(a) температура льда после полного таяния ниже 0°C;
(b) темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния, составляет 30% или менее; и
(c) температура льда находится в диапазоне от точки замерзания растений/животных или их частей до точки замерзания +0,5°C.
(12) Способ согласно пункту (11), в котором водный раствор изотоничен растениям/животным или их частям.
(13) Способ согласно пункту (11) или (12), в котором охлаждение выполняют путем приведения растений/животных или их частей в непосредственный контакт со льдом.
(14) Способ согласно любому из пунктов (11)-(13), в котором растения/животные предназначены в качестве продукта питания.
(15) Способ согласно пункту (14), в котором растения/животные представляют собой морскую рыбу, и концентрация NaCl в водном растворе составляет более 0% и менее 2%.
(16) Способ согласно любому из пунктов (11)-(13), в котором часть растений/животных представляет собой орган животного.
(17) Способ согласно любому из пунктов (11)-(16), в котором лед представляет собой лед из морской воды, воды, приготовленной путем добавления соли в морскую воду, или разбавленной морской воды.
(18) Способ согласно любому из пунктов (11)-(17), в котором на этапе охлаждения между льдом и растениями/животными или их частями помещают твердое вещество, имеющее более высокую теплопроводность, чем лед.
(19) Способ согласно любому из пунктов (11)-(18), в котором растворенное вещество включает в себя два или более видов растворенных веществ, имеющих разные степени снижения точки затвердевания.
(20) Охлаждающий материал для растений/животных или их частей, причем охлаждающий материал включает в себя лед, который удовлетворяет следующим условиям (a)-(c) и образован из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество:
(a) температура льда после полного таяния ниже 0°C;
(b) темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния, составляет 30% или менее; и
(c) температура льда находится в диапазоне от точки замерзания растений/животных или их частей до точки замерзания +0,5°C.
(21) Охлаждающий материал согласно пункту (20), дополнительно включающий в себя твердое вещество, имеющее более высокую теплопроводность, чем лед.
(22) Охлаждающий материал согласно пункту (20) или (21), в котором растворенное вещество включает в себя два или более видов растворенных веществ, имеющих разные степени снижения точки затвердевания.
В дополнение для решения вышеуказанной задачи способ производства замороженных свежих растений/животных или их частей в соответствии с настоящим изобретением включает в себя следующие этапы:
(1) этап, на котором получают ледяную суспензию путем смешивания льда, образованного путем заморозки соленой воды, имеющей концентрацию соли от 13,6% до 23,1%, и соленой воды, имеющей концентрацию соли от 13,6% до 23,1%;
(2) этап, на котором мгновенно замораживают свежие растения/животных или их части путем погружения свежих растений/животных или их частей в ледяную суспензию.
При заморозке влага в свежих растениях/животных кристаллизуется, и в случае медленной заморозки свежих растений/животных образуются большие кристаллы льда, и, следовательно, клеточные ткани свежих растений/животных разрушаются, и свежесть и вкус свежих растений/животных ухудшаются. При этом в настоящем изобретении свежие растения/животных мгновенно замораживают, и, следовательно, в тканях свежих растений/животных образуются небольшие кристаллы льда, повреждение тканей свежих растений/животных является незначительным, и сохраняются свежесть и вкус свежих растений/животных.
В настоящем изобретении свежие растения/животных мгновенно замораживают, и, следовательно, концентрация соли в соленой воде, которая является сырьем для ледяной суспензии, значительно увеличена по сравнению с традиционной концентрацией. Теоретическая насыщенная точка замерзания соленой воды, имеющей концентрацию соли 13,6%, составляет -9,8°C, а теоретическая насыщенная точка замерзания соленой воды, имеющей концентрацию соли 23,1% составляет -21,2°C. В случае, когда концентрация соли в соленой воде меньше 13,6%, скорость заморозки свежих растений/животных с использованием полученной ледяной суспензии уменьшается. С другой стороны, в случае, когда концентрация соли в соленой воде превышает 23,1%, соль выпадает в осадок в виде кристаллов, и, следовательно, насыщенная точка замерзания соленой воды повышается.
Кроме того, поверхность свежих растений/животных мгновенно замерзает и стягивается льдом даже при высокой концентрации соли, и, следовательно, соль не проникает в свежие растения/животных.
В дополнение в способе производства замороженных свежих растений/животных или их частей в соответствии с настоящим изобретением целесообразно, чтобы концентрации соли во льду и соленой воде, подлежащих смешиванию, были примерно одинаковыми.
В случае, когда концентрация соли во льду выше, чем концентрация соли в соленой воде, влага замерзает сразу после примешивания соленой воды, имеющей более низкую концентрацию соли, поскольку температура льда ниже насыщенной точки замерзания соленой воды. С другой стороны, в случае, когда концентрация соли во льду ниже концентрации соли в соленой воде, лед тает, и температура ледяной суспензии уменьшается, поскольку насыщенная точка замерзания соленой воды ниже насыщенной точки замерзания льда. Следовательно, предпочтительно, чтобы концентрации соли во льду и соленой воде, подлежащих смешиванию, были примерно одинаковыми, чтобы не изменять состояние ледяной суспензии.
В дополнение в способе производства замороженных свежих растений/животных или их частей в соответствии с настоящим изобретением целесообразно, чтобы отношение масс между льдом и соленой водой, подлежащими смешиванию, составляло лед:соленая вода=от 75:25 до 20:80.
Когда отношение массы льда превышает 75 масс.%, отношение содержания твердого вещества увеличивается, и, следовательно, между свежими растениями/животными и ледяной суспензией образуется промежуток, и ледяная суспензия не вступает в тесный контакт со свежими растениями/животными.
С другой стороны, когда отношение массы льда меньше 20 масс.%, сложно мгновенно заморозить свежие растения/животных с помощью полученной ледяной суспензии.
В дополнение в способе производства замороженных свежих растений/животных или их частей в соответствии с настоящим изобретением целесообразно, чтобы мгновенно замороженные свежие растения/животные были извлечены из ледяной суспензии, и чтобы свежие растения/животные были подвергнуты криоконсервации при температуре равной или меньшей, чем температура во время мгновенной заморозки. За счет этого свежесть и вкус свежих растений/животных не ухудшаются даже при транспортировке в отдаленные места в течение длительного времени.
В способе производства замороженных свежих растений/животных или их частей в соответствии с настоящим изобретением примеры свежих растений/животных могут включать в себя свежие морепродукты, например, морскую рыбу, и свежие овощи. Примеры частей свежих растений/животных могут включать в себя органы животных (человеческие и т.п.).
В дополнение в способе производства замороженных свежих растений/животных или их частей в соответствии с настоящим изобретением лед, образованный путем заморозки соленой воды, имеющей концентрацию соли от 13,6% до 23,1%, предпочтительно представляет собой лед, который удовлетворяет следующим условиям (a) и (b) и образован из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество:
(a) Температура льда после полного таяния ниже -5°C;
(b) Темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния, составляет 30% или менее.
Известно, что снижение точки затвердевания, при котором снижается точка затвердевания водного раствора, происходит в случае, когда в воде растворено растворенное вещество, например, поваренная соль. За счет снижения точки затвердевания снижается точка затвердевания традиционного водного раствора, в котором растворено растворенное вещество, например, поваренная соль. Другими словами, лед, образованный из такого водного раствора, представляет собой лед, который затвердевает при более низкой температуре, чем лед, образованный из пресной воды. В настоящем документе теплота, необходимая для превращения льда в воду, называется «скрытой теплотой», и эта скрытая теплота не сопровождается изменением температуры. За счет такой скрытой теплоты во время таяния лед, имеющий сниженную точку затвердевания, поддерживается в стабильном состоянии при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания пресной воды, и, таким образом, поддерживается состояние, в котором сохраняется энергия холода. Следовательно, способность льда, образованного из такого водного раствора, мгновенно замораживать изделие, подлежащее заморозке, по существу выше, чем у льда, образованного из пресной воды, и такой лед подходит для мгновенной заморозки. Однако авторы настоящего изобретения обнаружили, что обычный лед, который получен путем охлаждения снаружи, не подходит для мгновенной заморозки, поскольку способность льда охлаждать свежие растения/животных, подлежащие заморозке, является недостаточной, так как температура самого льда быстро увеличивается с течением времени при охлаждении с целью мгновенной заморозки, и исследовали причины этого. В результате было обнаружено, что в традиционном способе лед, не включающий в себя растворенное вещество, фактически образуется до замерзания водного раствора даже при образовании льда из водного раствора, включающего в себя растворенное вещество, например, поваренную соль, и в результате образуется смесь льда, который не включает в себя растворенное вещество, и растворенного вещества, или не образуется лед, имеющий высокую способность мгновенной заморозки, поскольку лед, имеющий сниженную точку затвердевания, образуется только в незначительном количестве.
Однако авторам настоящего изобретения удалось получить лед, который имеет сниженную точку затвердевания и образован из жидкости, которая включает в себя водный раствор, заданным способом (детали будут описаны позже). Такой лед представляет собой лед, используемый в настоящем изобретении, и подходит для мгновенной заморозки свежих растений/животных или их частей. Кроме того, было обнаружено, что в случае мгновенной заморозки свежих растений/животных или их частей с использованием льда в соответствии с настоящим изобретением свежесть и вкус размороженного изделия почти не ухудшаются. Предпочтительный лед для использования в таком способе производства в соответствии с настоящим изобретением удовлетворяет условиям (a) и (b). Далее будут описаны условия (a) и (b).
Что касается вышеуказанного условия (a), лед в соответствии с настоящим изобретением представляет собой водный раствор, включающий в себя растворенное вещество (поваренную соль) в заданном количестве, и, следовательно, его точка затвердевания ниже, чем точка затвердевания пресной воды (воды, которая не включает в себя растворенное вещество).
По этой причине особенно предпочтительно, чтобы температура льда после полного таяния была ниже -5°C (-6°C или ниже, -7°C или ниже, -8°C или ниже, -9°C или ниже, -10°C или ниже, -11°C или ниже, -12°C или ниже, -13°C или ниже, -14°C или ниже, -15°C или ниже, -16°C или ниже, -17°C или ниже, -18°C или ниже, -19°C или ниже, -20°C или ниже и т.п.). При этом также возможен случай, когда предпочтительно, чтобы точка затвердевания была ближе к точке замерзания свежих растений/животных, подлежащих заморозке (например, для предотвращения повреждения свежих растений/животных), и в таком случае предпочтительно, чтобы температура льда после полного таяния была не слишком высокой, и, например, температура предпочтительно составляет -21°C или выше (-20°C или выше, -19°C или выше, -18°C или выше, -17°C или выше, -16°C или выше, -15°C или выше, -14°C или выше, -13°C или выше, -12°C или выше, -11°C или выше, -10°C или выше, -9°C или выше, -8°C или выше, -7°C или выше, -6°C или выше и т.п.). «Температура льда после полного таяния» относится к температуре воды в момент времени, когда весь лед в соответствии с настоящим изобретением превратился в воду после начала таяния льда при помещении льда в окружающую среду (например, при комнатной температуре и атмосферном давлении) при температуре, равной или превышающей точку таяния.
Что касается вышеуказанного условия (b), предпочтительно, чтобы темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния (далее в некоторых случаях в настоящем описании сокращенно называемый «темпом изменения концентрации растворенного вещества»), составлял 30% или менее для льда в соответствии с настоящим изобретением. Также возможен случай, когда даже в традиционном способе образуется небольшое количество льда, имеющего сниженную точку затвердевания, но большая часть льда представляет собой смесь льда из воды, которая не включает в себя растворенное вещество, и кристаллов растворенного вещества и, следовательно, не обладает достаточной способностью мгновенной заморозки. Таким образом, в случае содержания смеси льда из воды, не включающей в себя растворенное вещество, и кристаллов растворенного вещества в большом количестве, при помещении льда в условия таяния скорость вымывания растворенного вещества, сопровождающего таяние, является неравномерной, большее количество растворенного вещества вымывается по мере приближения момента времени к времени начала таяния, количество вымываемого растворенного вещества уменьшается по мере продолжения таяния, и количество вымываемого растворенного вещества уменьшается по мере приближения момента времени к времени окончания таяния. В отличие от этого лед в соответствии с настоящим изобретением представляет собой лед из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество, и, следовательно, можно уменьшить изменение скорости вымывания растворенного вещества в процессе таяния. В частности, предпочтительно, чтобы темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния, составлял 30%. Кроме того, «темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния» означает процентное отношение концентрации водного раствора в момент окончания таяния к концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом в произвольный момент времени в процессе таяния. Кроме того, «концентрация растворенного вещества» означает концентрацию массы растворенного вещества в водном растворе.
Это значит, что чистота льда из водного раствора, имеющего сниженную точку затвердевания, выше, то есть чем меньше темп изменения концентрации растворенного вещества во льду в соответствии с настоящим изобретением, тем выше способность мгновенной заморозки. С этой точки зрения, предпочтительно, чтобы темп изменения концентрации растворенного вещества составлял 25% или менее (24% или менее, 23% или менее, 22% или менее, 21% или менее, 20% или менее, 19% или менее, 18% или менее, 17% или менее, 16% или менее, 15% или менее, 14% или менее, 13% или менее, 12% или менее, 11% или менее, 10% или менее, 9% или менее, 8% или менее, 7% или менее, 6% или менее, 5% или менее, 4% или менее, 3% или менее, 2% или менее, 1% или менее, 0,5% или менее и т.п.). При этом темп изменения концентрации растворенного вещества может составлять 0,1% или более (0,5% или более, 1% или более, 2% или более, 3% или более, 4% или более, 5% или более, 6% или более, 7% или более, 8% или более, 9% или более, 10% или более, 11% или более, 12% или более, 13% или более, 14% или более, 15% или более, 16% или более, 17% или более, 18% или более, 19% или более, 20% или более и т.п.).
В настоящем изобретении выражение «лед» относится к льду, полученному при замерзании жидкости, включающей в себя водный раствор.
Жидкость, образующая лед в соответствии с настоящим изобретением, может представлять собой, например, жидкость, которая дополнительно включает в себя масло в дополнение к водному раствору, включающему в себя описанное выше растворенное вещество. Примеры такой жидкости могут включать в себя сырое молоко, промышленные отходы, включающие в себя воду и масло (молочные отходы и т.п.), но она особо не ограничена и может быть соответственно выбрана в зависимости от цели. Лед в соответствии с настоящим изобретением поддерживается в стабильном состоянии при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания пресной воды, то есть лед может поддерживаться в неразделенном состоянии в течение длительного времени. По этой причине в случае, когда жидкость, образующая лед в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой жидкость, которая включает в себя масло, состояние, в котором масло распределено равномерно, сохраняется в течение длительного времени, то есть в течение длительного времени может поддерживаться неразделенное состояние. Кроме того, лед в соответствии с настоящим изобретением может быть образован только изо льда, полученного путем заморозки водного раствора, включающего в себя описанное выше растворенное вещество.
В случае, когда жидкость, образующая лед в соответствии с настоящим изобретением, дополнительно включает в себя масло, отношение между водой и маслом в жидкости особо не ограничено, и, например, оно может быть соответственно выбрано из диапазона от 1:99 до 99:1 (от 10:90 до 90:10, от 20:80 до 80:20, от 30:70 до 70:30, от 40:60 до 60:40 и т.п.).
В дополнение лед в соответствии с настоящим изобретением может представлять собой лед из водного раствора, включающего в себя два или более видов растворенных веществ, имеющих разные степени снижения точки затвердевания. В этом случае лед в соответствии с настоящим изобретением может представлять собой смесь льда из водного раствора, включающего в себя одно растворенное вещество, и льда из водного раствора, включающего в себя другое растворенное вещество. В таком случае можно замедлить таяние льда из водного раствора, включающего в себя этиленгликоль, например, путем добавления льда из водного раствора, включающего в себя поваренную соль в качестве растворенного вещества, имеющего другую степень снижения точки затвердевания по сравнению с этиленгликолем, к льду из водного раствора, включающего в себя этиленгликоль в качестве растворенного вещества. Альтернативно лед в соответствии с настоящим изобретением может представлять собой лед из водного раствора, приготовленного путем растворения двух или более видов растворенных веществ в одном и том же водном растворе. В дополнение одновременное использование двух или более видов растворенных веществ, имеющих разные степени снижения точки затвердевания, также полезно для снижения точки таяния льда из водного раствора, включающего в себя растворенное вещество, до целевой. Например, в случае использования поваренной соли в качестве растворенного вещества можно снизить точку таяния льда из солевого раствора путем одновременного использования растворенного вещества (этиленгликоля, хлорида кальция или т.п.), которое имеет превосходную способность снижать точку таяния по сравнению с поваренной солью, и, например, можно получить температуру около -30°C, которая не может быть получена только за счет льда из солевого раствора. Отношение двух или более видов растворенных веществ, имеющих разные степени снижения точки затвердевания, может быть соответственно изменено в зависимости от цели.
В дополнение в способе производства замороженных свежих растений/животных или их частей в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно, чтобы на этапе мгновенной заморозки между льдом и свежими растениями/животными или их частями было помещено твердое вещество, имеющее более высокую теплопроводность, чем лед. С использованием твердого вещества, имеющего высокую теплопроводность можно добиться мгновенной заморозки целевого объекта мгновенной заморозки (свежих растений/животных или их частей) за короткое время, но в этом случае само твердое вещество также теряет энергию холода за короткое время, и его температура, вероятно, будет увеличиваться, и, следовательно, твердое вещество не подходит для долгосрочной мгновенной заморозки путем непрерывной мгновенной заморозки (например, мгновенной заморозки другого целевого объекта мгновенной заморозки после мгновенной заморозки определенного целевого объекта мгновенной заморозки). При этом целесообразно не использовать твердое вещество, имеющее высокую теплопроводность, для долгосрочной мгновенной заморозки, но нецелесообразно не использовать твердое вещество для краткосрочной мгновенной заморозки целевого объекта мгновенной заморозки. Однако лед в соответствии с настоящим изобретением имеет высокую способность мгновенной заморозки, как описано выше, и, следовательно, полезен с точки зрения того, что также возможна долгосрочная мгновенная заморозка при достижении способности краткосрочной мгновенной заморозки за счет твердого вещества, имеющего высокую теплопроводность. Примеры твердого вещества, имеющего более высокую теплопроводность, чем лед в соответствии с настоящим изобретением, могут включать в себя металлы (алюминий, серебро, медь, золото, дюралюминий, сурьма, кадмий, цинк, олово, висмут, вольфрам, титан, железо, свинец, никель, платина, магний, молибден, цирконий, бериллий, индий, ниобий, хром, кобальт, иридий и палладий), сплавы (сталь (углеродистая сталь, хромистая сталь, никелевая сталь, хромоникелевая сталь, кремнистая сталь, вольфрамовая сталь, марганцевая сталь и т.п.), хромоникелевый сплав, алюминиевая бронза, пушечный металл, латунь, манганин, нейзильбер, константан, припой, алюмель, хромель, монель-металл, платино-иридий и т.п.), кремний, углерод, керамику (алюмооксидная керамика, форстеритовая керамика, стеатитовая керамика и т.п.), мрамор и кирпич (магнезитовый кирпич, муллитокорундовый кирпич и т.п.), которые имеют более высокую теплопроводность, чем лед в соответствии с настоящим изобретением. Среди них особенно предпочтительно использовать серебро, золото и алюминий. В дополнение в качестве твердого вещества, имеющего более высокую теплопроводность, чем лед в соответствии с настоящим изобретением, твердое вещество, имеющее теплопроводность 2,3 Вт/м⋅К или более (3 Вт/м⋅К или более, 5 Вт/м⋅К или более, 8 Вт/м⋅К или более или т.п.), является предпочтительным, твердое вещество, имеющее теплопроводность 10 Вт/м·К или более (20 Вт/м⋅К или более, 30 Вт/м⋅К или более, 40 Вт/м⋅К или более или т.п.), является более предпочтительным, твердое вещество, имеющее теплопроводность 50 Вт/м⋅К или более (60 Вт/м⋅К или более, 75 Вт/м⋅К или более, 90 Вт/м⋅К или более или т.п.), является еще более предпочтительным, твердое вещество, имеющее теплопроводность 100 Вт/м⋅К или более (125 Вт/м⋅К или более, 150 Вт/м⋅К или более, 175 Вт/м⋅К или более или т.п.), является еще более предпочтительным, твердое вещество, имеющее теплопроводность 200 Вт/м⋅К или более (250 Вт/м⋅К или более, 300 Вт/м⋅К или более, 350 Вт/м⋅К или более или т.п.), является еще более предпочтительным, твердое вещество, имеющее теплопроводность 200 Вт/м⋅К или более, является еще более предпочтительным, и твердое вещество, имеющее теплопроводность 400 Вт/м⋅К или более (410 Вт/м⋅К или более или т.п.), является особенно предпочтительным.
Твердое вещество в соответствии с настоящим изобретением может иметь любую форму, но предпочтительно имеет форму частиц.
В дополнение настоящее изобретение обеспечивает размороженное изделие, полученное путем разморозки замороженных свежих растений/животных или их частей, полученных вышеуказанным способом, или обработанное изделие из него.
В дополнение, настоящее изобретение обеспечивает замораживающий материал для свежих растений/животных или их частей, включающий в себя лед, который удовлетворяет следующим условиям (a) и (b) и образован из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество:
(a) Температура льда после полного таяния ниже -5°C;
(b) Темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом изо льда в процессе таяния, составляет 30% или менее.
Эффекты изобретения
В соответствии с настоящим изобретением может быть обеспечен лед, имеющий отличную охлаждающую способность, способ его производства, способ производства охлажденного изделия и хладоноситель. В дополнение в соответствии с настоящим изобретением может быть обеспечен лед, который находится в неразделенном состоянии, и способ его производства.
В дополнение в соответствии с настоящим изобретением можно поддерживать растения/животных или их части в незамерзающем состоянии, но при достаточно низкой температуре.
В дополнение в способе производства замороженных свежих растений/животных или их частей в соответствии с настоящим изобретением можно мгновенно замораживать свежие растения/животные путем приведения ледяной суспензии, имеющей значительно сниженную температуру, в контакт со свежими растениями/животными, поскольку концентрация соли в соленой воде, которая является сырьем для ледяной суспензии, значительно увеличена по сравнению с традиционной концентрацией. В результате повреждение тканей свежих растений/животных уменьшается, и сохраняется свежесть и вкус свежих растений/животных. В дополнение свежесть и вкус свежих растений/животных не ухудшаются даже при транспортировке в отдаленные места в течение длительного времени за счет транспортировки мгновенно замороженных свежих растений/животных в криоконсервированном состоянии при температуре равной или меньшей, чем температура во время мгновенной заморозки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе в частичном разрезе машины для производства льда, используемой в способе производства охлажденного изделия из растений/животных или их частей в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 2 представляет собой схематический вид системы производства льда с использованием машины для производства льда, проиллюстрированной на Фиг. 1.
Фиг. 3 представляет собой график, иллюстрирующий динамику температуры льда в соответствии с Примером 1 и высококонцентрированного солевого раствора.
Фиг. 4 представляет собой график, иллюстрирующий динамику температуры в толще тушки рыбы при охлаждении рыбы льдом (раствор: насыщенный солевой раствор) в соответствии с Примером 2, льдом (раствор: насыщенный солевой раствор +CU) в соответствии с Примером 2 и насыщенным солевым раствором (водный раствор при температуре -20°C).
Фиг. 5 представляет собой вид в перспективе в частичном разрезе машины для производства льда, используемой в способе производства охлажденного изделия из растений/животных или их частей в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 6 представляет собой схематический вид системы производства льда с использованием машины для производства льда, проиллюстрированной на Фиг. 5.
Фиг. 7 представляет собой график, иллюстрирующий динамику температуры в процессе производства охлажденного изделия из морской рыбы с использованием льда в соответствии с Примером 4 и охлажденного изделия из морской рыбы с использованием дробленого льда.
Фиг. 8 представляет собой вид в перспективе в частичном разрезе машины для производства льда, используемой в способе производства замороженных свежих растений/животных или их частей в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
Фиг. 9 представляет собой схематический вид системы производства льда, включающей в себя такую машину для производства льда.
Фиг. 10 представляет собой график, иллюстрирующий динамику температуры в толще тушки рыбы при охлаждении рыбы льдом (раствор: насыщенный солевой раствор) в соответствии с Примером 6, льдом (раствор: насыщенный солевой раствор +CU) в соответствии с Примером 6 и насыщенным солевым раствором (водный раствор при температуре -20°C).
ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее будут описаны варианты выполнения настоящего изобретения, но настоящее изобретение не ограничивается ими.
<Лед>
Лед в соответствии с настоящим изобретением представляет собой лед, который удовлетворяет следующим условиям (a) и (b) и образован из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество:
(a) Температура льда после полного таяния ниже 0°C;
(b) Темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния, составляет 30% или менее.
Известно, что снижение точки затвердевания, при котором снижается точка затвердевания водного раствора, происходит в случае, когда в воде растворено растворенное вещество. За счет снижения точки затвердевания снижается точка затвердевания водного раствора, в котором растворено растворенное вещество, например, поваренная соль, как описано выше в Патентном документе 1. Другими словами, лед, образованный из такого водного раствора, представляет собой лед, который затвердевает при более низкой температуре, чем лед, образованный из пресной воды. В настоящем документе теплота, необходимая для превращения льда в воду, называется «скрытой теплотой», и эта скрытая теплота не сопровождается изменением температуры. За счет такой скрытой теплоты во время таяния лед, имеющий сниженную точку затвердевания, поддерживается в стабильном состоянии при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания пресной воды, и, таким образом, поддерживается состояние, в котором сохраняется энергия холода. Следовательно, способность льда, образованного из такого водного раствора, охлаждать изделие, подлежащее охлаждению, по существу выше, чем у льда, образованного из пресной воды. Однако авторы настоящего изобретения обнаружили, что лед, описанный в Патентном документе 1, не обладает достаточной способностью охлаждения изделия, подлежащего охлаждению, поскольку температура самого льда быстро повышается во время охлаждения. Авторы настоящего изобретения исследовали причины этого и в результате обнаружили, что в способе, описанном в Патентном документе 1, лед, не включающий в себя растворенное вещество, фактически образуется до замерзания водного раствора даже при образовании льда из водного раствора, включающего в себя растворенное вещество, например, поваренную соль, и в результате образуется смесь льда, который не включает в себя растворенное вещество, и растворенного вещества, или не образуется лед, имеющий высокую охлаждающую способность, поскольку лед, имеющий сниженную точку затвердевания, образуется только в незначительном количестве.
Однако авторам настоящего изобретения удалось получить лед, который имеет сниженную точку затвердевания и образован из жидкости, которая включает в себя водный раствор, заданным способом (детали будут описаны позже). Такой лед в соответствии с настоящим изобретением удовлетворяет условиям (a) и (b). Далее будут описаны условия (a) и (b).
(Температура льда после полного таяния)
Что касается вышеуказанного условия (a), лед в соответствии с настоящим изобретением представляет собой лед из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество, и, следовательно, его точка затвердевания ниже, чем точка затвердевания пресной воды (воды, которая не включает в себя растворенное вещество). В связи с этим лед имеет особенность, заключающуюся в том, что температура льда после полного таяния ниже 0°C. «Температура льда после полного таяния» относится к температуре воды в момент времени, когда весь лед в соответствии с настоящим изобретением превратился в воду после начала таяния льда при помещении льда в окружающую среду (например, при комнатной температуре и атмосферном давлении) при температуре, равной или превышающей точку таяния.
Температура льда после полного таяния особо не ограничена при условии, что она ниже 0°C, и она может быть соответствующим образом изменена путем регулировки вида и концентрации растворенного вещества. С точки зрения более высокой охлаждающей способности более предпочтительно, чтобы температура льда после полного таяния была ниже, и, в частности, температура предпочтительно составляет -1°C или ниже (-2°C или ниже, -3°C или ниже, -4°C или ниже, -5°C или ниже, -6°C или ниже, -7°C или ниже, -8°C или ниже, -9°C или ниже, -10°C или ниже, -11°C или ниже, -12°C или ниже, -13°C или ниже, -14°C или ниже, -15°C или ниже, -16°C или ниже, -17°C или ниже, -18°C или ниже, -19°C или ниже, -20°C или ниже и т.п.). При этом также возможен случай, когда предпочтительно, чтобы точка затвердевания была ближе к точке замерзания изделия, подлежащего охлаждению (например, для предотвращения повреждения свежих растений/животных), и в таком случае предпочтительно, чтобы температура льда после полного таяния была не слишком высокой, и, например, температура предпочтительно составляет -21°C или выше (-20°C или выше, -19°C или выше, -18°C или выше, -17°C или выше, -16°C или выше, -15°C или выше, -14°C или выше, -13°C или выше, -12°C или выше, -11°C или выше, -10°C или выше, -9°C или выше, -8°C или выше, -7°C или выше, -6°C или выше, -5°C или выше, -4°C или выше, -3°C или выше, -2°C или выше, -1°C или выше, -0,5°C или выше и т.п.).
(Темп изменения концентрации растворенного вещества)
Что касается вышеуказанного условия (b), лед в соответствии с настоящим изобретением имеет особенность, заключающуюся в том, что темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния (далее в некоторых случаях в настоящем описании сокращенно называемый «темпом изменения концентрации растворенного вещества»), составляет 30% или менее. Также возможен случай, когда даже в способе, описанном в Патентном документе 1, образуется небольшое количество льда, имеющего сниженную точку затвердевания, но большая часть льда представляет собой смесь льда из воды, не включающей в себя растворенное вещество, и кристаллов растворенного вещества и, следовательно, не обладает достаточной охлаждающей способностью. Таким образом, в случае содержания смеси льда из воды, не включающей в себя растворенное вещество, и кристаллов растворенного вещества в большом количестве, при помещении льда в условия таяния скорость вымывания растворенного вещества, сопровождающего таяние, является неравномерной, большее количество растворенного вещества вымывается по мере приближения момента времени к времени начала таяния, количество вымываемого растворенного вещества уменьшается по мере продолжения таяния, и количество вымываемого растворенного вещества уменьшается по мере приближения момента времени к времени окончания таяния. В отличие от этого лед в соответствии с настоящим изобретением представляет собой лед из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество, и, следовательно, имеет особенность, заключающуюся в том, что изменение скорости вымывания растворенного вещества в процессе таяния является небольшим. В частности, темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния, составляет 30%. Кроме того, «темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния» означает процентное отношение концентрации водного раствора в момент окончания таяния к концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом в произвольный момент времени в процессе таяния. Кроме того, «концентрация растворенного вещества» означает концентрацию массы растворенного вещества в водном растворе.
Темп изменения концентрации растворенного вещества во льду в соответствии с настоящим изобретением особо не ограничен при условии, что он составляет 30% или менее, и это означает, что чистота льда из водного раствора, имеющего сниженную точку затвердевания, является более высокой, то есть, чем меньше темп изменения концентрации растворенного вещества, тем выше охлаждающая способность. С этой точки зрения, предпочтительно, чтобы темп изменения концентрации растворенного вещества составлял 25% или менее (24% или менее, 23% или менее, 22% или менее, 21% или менее, 20% или менее, 19% или менее, 18% или менее, 17% или менее, 16% или менее, 15% или менее, 14% или менее, 13% или менее, 12% или менее, 11% или менее, 10% или менее, 9% или менее, 8% или менее, 7% или менее, 6% или менее, 5% или менее, 4% или менее, 3% или менее, 2% или менее, 1% или менее, 0,5% или менее и т.п.). При этом темп изменения концентрации растворенного вещества может составлять 0,1% или более (0,5% или более, 1% или более, 2% или более, 3% или более, 4% или более, 5% или более, 6% или более, 7% или более, 8% или более, 9% или более, 10% или более, 11% или более, 12% или более, 13% или более, 14% или более, 15% или более, 16% или более, 17% или более, 18% или более, 19% или более, 20% или более и т.п.).
(Растворенное вещество)
Вид растворенного вещества, включаемого в лед в соответствии с настоящим изобретением, особо не ограничен при условии, что оно представляет собой растворенное вещество, для которого в качестве растворителя используется вода, и оно может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от необходимой точки затвердевания, области применения льда и т.п.
Примеры растворенного вещества могут включать в себя твердое растворенное вещество и жидкое растворенное вещество, и примеры типичного твердого растворенного вещества могут включать в себя соли (неорганические соли, органические соли и т.п.). В частности, среди солей поваренная соль (NaCl) является предпочтительной, поскольку температура точки затвердевания не слишком снижена, и она подходит для охлаждения свежих растений/животных или их частей. В дополнение поваренная соль также предпочтительна с точки зрения простоты добычи, поскольку она содержится в морской воде. В дополнение примеры жидкого растворенного вещества могут включать в себя этиленгликоль. Кроме того, может быть включено одно растворенное вещество, или могут быть включены два или более видов.
Концентрация растворенного вещества во льду в соответствии с настоящим изобретением особо не ограничена, и она может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от типа растворенного вещества, необходимой точки затвердевания, области применения льда и т.п. Например, в случае использования поваренной соли в качестве растворенного вещества предпочтительно, чтобы концентрация поваренной соли составляла 0,5% (масс./об.) или более (1% (масс./об.) или более, 2% (масс./об.) или более, 3% (масс./об.) или более, 4% (масс./об.) или более, 5% (масс./об.) или более, 6% (масс./об.) или более, 7% (масс./об.) или более, 8% (масс./об.) или более, 9% (масс./об.) или более, 10% (масс./об.) или более, 11% (масс./об.) или более, 12% (масс./об.) или более, 13% (масс./об.) или более, 14% (масс./об.) или более, 15% (масс./об.) или более, 16% (масс./об.) или более, 17% (масс./об.) или более, 18% (масс./об.) или более, 19% (масс./об.) или более, 20% (масс./об.) или более и т.п.) с точки зрения дополнительного снижения точки затвердевания водного раствора и, следовательно, обеспечения высокой охлаждающей способности. При этом в случае использования льда в соответствии с настоящим изобретением для охлаждения свежих растений/животных или их частей предпочтительно, чтобы температура точки затвердевания была не слишком снижена, и с этой точки зрения предпочтительно, чтобы концентрация поваренной соли составляла 23% (масс./об.) или менее (20% (масс./об.) или менее, 19% (масс./об.) или менее, 18% (масс./об.) или менее, 17% (масс./об.) или менее, 16% (масс./об.) или менее, 15% (масс./об.) или менее, 14% (масс./об.) или менее, 13% (масс./об.) или менее, 12% (масс./об.) или менее, 11% (масс./об.) или менее, 10% (масс./об.) или менее, 9% (масс./об.) или менее, 8% (масс./об.) или менее, 7% (масс./об.) или менее, 6% (масс./об.) или менее, 5% (масс./об.) или менее, 4% (масс./об.) или менее, 3% (масс./об.) или менее, 2% (масс./об.) или менее, 1% (масс./об.) или менее и т.п.).
Лед в соответствии с настоящим изобретением подходит для использования в качестве хладоносителя, поскольку он имеет отличную охлаждающую способность.
Примеры низкотемпературного хладоносителя могут включать в себя органический растворитель, используемый в качестве низкозамерзающего раствора, например, этанол, в дополнение к льду, но лед имеет более высокую теплопроводность и более высокую удельную теплоемкость, чем низкозамерзающие растворы. По этой причине лед, имеющий сниженную точку затвердевания за счет растворения растворенного вещества, например, лед в соответствии с настоящим изобретением, также полезен с точки зрения отличной охлаждающей способности по сравнению с другими хладоносителями при температуре ниже 0°C, например, по сравнению с низкозамерзающим раствором.
Лед в соответствии с настоящим изобретением может включать в себя или может не включать в себя компоненты, отличные от описанного выше растворенного вещества.
В настоящем изобретении выражение «лед» относится к льду, полученному при замерзании жидкости, включающей в себя водный раствор.
В дополнение лед в соответствии с настоящим изобретением поддерживается в стабильном состоянии при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания пресной воды, то есть лед может поддерживаться в неразделенном состоянии. По этой причине, например, в случае, когда жидкость, образующая лед в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой жидкость, которая дополнительно включает в себя масло в дополнение к водному раствору, включающему в себя описанное выше растворенное вещество, как будет описано позже, состояние, в котором масло распределено равномерно, сохраняется в течение длительного времени, то есть в течение длительного времени может поддерживаться неразделенное состояние. Кроме того, в настоящем изобретении неразделенное состояние означает неразделенное состояние с макроскопической точки зрения (состояние, в котором слои не разделены) и включает в себя части, которые разделены с микроскопической точки зрения (например, часть воды и масла).
Как описано выше, жидкость, образующая лед в соответствии с настоящим изобретением, может представлять собой жидкость, которая дополнительно включает в себя масло в дополнение к водному раствору, включающему в себя описанное выше растворенное вещество. Примеры такой жидкости могут включать в себя сырое молоко, промышленные отходы, включающие в себя воду и масло (молочные отходы и т.п.). С точки зрения повышения функциональности льда при еде предпочтительно, чтобы жидкость представляла собой сырое молоко. Предполагается, что причина такого повышения функциональности состоит в том, что во льду содержится масло (жир), входящее в сырое молоко. Кроме того, лед в соответствии с настоящим изобретением может быть образован только из льда, полученного путем заморозки водного раствора, включающего в себя описанное выше растворенное вещество.
В случае, когда жидкость, образующая лед в соответствии с настоящим изобретением, дополнительно включает в себя масло, отношение между водой и маслом в жидкости особо не ограничено, и, например, оно может быть соответственно выбрано в диапазоне от 1:99 до 99:1 (от 10:90 до 90:10, от 20:80 до 80:20, от 30:70 до 70:30, от 40:60 до 60:40 и т.п.).
В дополнение лед в соответствии с настоящим изобретением может представлять собой лед из водного раствора, включающего в себя два или более видов растворенных веществ, имеющих разную степень снижения точки затвердевания. В этом случае лед в соответствии с настоящим изобретением может представлять собой смесь льда из водного раствора, включающего в себя одно растворенное вещество, и льда из водного раствора, включающего в себя другое растворенное вещество. В таком случае можно замедлить таяние льда из водного раствора, включающего в себя этиленгликоль, например, путем добавления льда из водного раствора, включающего в себя поваренную соль в качестве растворенного вещества, имеющего степень снижения точки затвердевания, отличную от этиленгликоля, к льду из водного раствора, включающего в себя этиленгликоль в качестве растворенного вещества. Альтернативно лед в соответствии с настоящим изобретением может представлять собой лед из водного раствора, приготовленного путем растворения двух или более видов растворенных веществ в одном и том же водном растворе. В дополнение, одновременное использование двух или более видов растворенных веществ, имеющих разные степени снижения точки затвердевания, также полезно для снижения точки таяния льда из водного раствора, включающего в себя растворенное вещество, до целевой.
Например, в случае использования поваренной соли в качестве растворенного вещества можно снизить точку таяния льда из солевого раствора путем одновременного использования растворенного вещества (этиленгликоля, хлорида кальция или т.п.), которое имеет превосходную способность снижать точку таяния по сравнению с поваренной солью, и, например, можно получить температуру около -30°C, которая не может быть получена только за счет льда из солевого раствора. Отношение двух или более видов растворенных веществ, имеющих разные степени снижения точки затвердевания, может быть соответственно изменено в зависимости от цели.
<Хладоноситель>
Настоящее изобретение включает в себя хладоноситель, включающий в себя описанный выше лед. Как описано выше, лед в соответствии с настоящим изобретением подходит в качестве хладоносителя, поскольку он имеет отличную охлаждающую способность.
Хладоноситель в соответствии с настоящим изобретением может включать в себя компоненты, отличные от описанного выше льда, и, например, он может быть образован из смеси льда и воды путем включения воды в дополнение к описанному выше льду. Например, в случае дополнительного включения воды, включающей в себя такое же растворенное вещество, как растворенное вещество, включенное в лед, предпочтительно, чтобы концентрация растворенного вещества во льду и концентрация растворенного вещества в воде были близки друг к другу. Причина этого заключается в следующем.
В случае, когда концентрация растворенного вещества во льду выше концентрации растворенного вещества в воде, температура льда ниже, чем насыщенная точка замерзания воды, и, следовательно, влага замерзает сразу после смешивания воды, имеющей более низкую концентрацию растворенного вещества, со льдом. С другой стороны, в случае, когда концентрация растворенного вещества во льду ниже концентрации растворенного вещества в воде, насыщенная точка замерзания воды ниже насыщенной точки замерзания льда, и, следовательно, лед тает, и температура хладоносителя, образованного из смеси льда и воды, уменьшается. Другими словами, как описано выше, предпочтительно, чтобы концентрации растворенного вещества во льду и воде, подлежащих смешиванию, были установлены примерно одинаковыми, чтобы не изменять состояние смеси льда и воды (состояние ледяной суспензии). В дополнение в случае, когда хладоноситель находится в состоянии смеси льда и воды, вода может быть образована при таянии льда или может быть приготовлена отдельно, но предпочтительно вода представляет собой воду, образованную при таянии льда.
В частности, в случае образования хладоносителя в соответствии с настоящим изобретением из смеси льда и воды, отношение концентрации растворенного вещества во льду к концентрации растворенного вещества в воде более предпочтительно составляет от 75:25 до 20:80, еще более предпочтительно от 70:30 до 30:70, еще более предпочтительно от 60:40 до 40:60, еще более предпочтительно от 55:45 до 45:55, особенно предпочтительно от 52:48 до 48:52, и наиболее предпочтительно 50:50. В частности, в случае использования поваренной соли в качестве растворенного вещества предпочтительно, чтобы отношение концентрации растворенного вещества во льду к концентрации растворенного вещества в воде находилось в вышеуказанном диапазоне.
Цель охлаждения с помощью хладоносителя в соответствии с настоящим изобретением особо не ограничена, но хладоноситель подходит для охлаждения свежих растений/животных или их частей. Примеры свежих растений/животных могут включать в себя свежую рыбу, например, морскую рыбу, и свежие овощи. Примеры частей свежих растений/животных могут включать в себя органы животных (человеческие и т.п.).
Вода, являющаяся сырьем для льда в соответствии с настоящим изобретением, особо не ограничена, но предпочтительно, чтобы лед представлял собой лед из морской воды, воды, приготовленной путем добавления соли в морскую воду, или разбавленной морской воды в случае использования поваренной соли в качестве растворенного вещества. Морскую воду, воду, приготовленную путем добавления соли в морскую воду, или разбавленную морскую воду легко получить, и это позволяет снизить затраты.
Хладоноситель в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно включать в себя или может не включать в себя твердое вещество, имеющее более высокую теплопроводность, чем лед в соответствии с настоящим изобретением, но предпочтительно, чтобы лед дополнительно включал в себя твердое вещество. Путем использования твердого вещества, имеющего высокую теплопроводность, можно добиться охлаждения целевого объекта охлаждения за короткое время, но в этом случае само твердое вещество также теряет энергию холода за короткое время, и его температура, вероятно, будет увеличиваться, и, следовательно, твердое вещество не подходит для долгосрочного охлаждения. При этом целесообразно не использовать твердое вещество, имеющее высокую теплопроводность, для долгосрочного охлаждения, но нецелесообразно не использовать твердое вещество для краткосрочного охлаждения целевого объекта охлаждения. Однако лед в соответствии с настоящим изобретением имеет высокую охлаждающую способность, как описано выше, и, следовательно, полезен с точки зрения того, что также возможно долгосрочное охлаждение при достижении краткосрочной охлаждающей способности за счет твердого вещества, имеющего высокую теплопроводность. Примеры твердого вещества, имеющего более высокую теплопроводность, чем лед в соответствии с настоящим изобретением, могут включать в себя металлы (алюминий, серебро, медь, золото, дюралюминий, сурьма, кадмий, цинк, олово, висмут, вольфрам, титан, железо, свинец, никель, платина, магний, молибден, цирконий, бериллий, индий, ниобий, хром, кобальт, иридий и палладий), сплавы (сталь (углеродистая сталь, хромистая сталь, никелевая сталь, хромоникелевая сталь, кремнистая сталь, вольфрамовая сталь, марганцевая сталь и т.п.), хромоникелевый сплав, алюминиевая бронза, пушечный металл, латунь, манганин, нейзильбер, константан, припой, алюмель, хромель, монель-металл, платино-иридий и т.п.), кремний, углерод, керамику (алюмооксидная керамика, форстеритовая керамика, стеатитовая керамика и т.п.), мрамор, кирпич (магнезитовый кирпич, муллитокорундовый кирпич и т.п.), которые имеют более высокую теплопроводность, чем лед в соответствии с настоящим изобретением. В дополнение в качестве твердого вещества, имеющего более высокую теплопроводность, чем лед в соответствии с настоящим изобретением, твердое вещество, имеющее теплопроводность 2,3 Вт/м⋅К или более (3 Вт/м⋅К или более, 5 Вт/м⋅К или более, 8 Вт/м⋅К или более или т.п.), является предпочтительным, твердое вещество, имеющее теплопроводность 10 Вт/м⋅К или более (20 Вт/м⋅К или более, 30 Вт/м⋅К или более, 40 Вт/м⋅К или более или т.п.), является более предпочтительным, твердое вещество, имеющее теплопроводность 50 Вт/м⋅К или более (60 Вт/м⋅К или более, 75 Вт/м⋅К или более, 90 Вт/м⋅К или более или т.п.), является еще более предпочтительным, твердое вещество, имеющее теплопроводность 100 Вт/м⋅К или более (125 Вт/м⋅К или более, 150 Вт/м⋅К или более, 175 Вт/м⋅К или более или т.п.), является еще более предпочтительным, твердое вещество, имеющее теплопроводность 200 Вт/м⋅К или более (250 Вт/м⋅К или более, 300 Вт/м⋅К или более, 350 Вт/м⋅К или более или т.п.), является еще более предпочтительным, твердое вещество, имеющее теплопроводность 200 Вт/м⋅К или более, является еще более предпочтительным, и твердое вещество, имеющее теплопроводность 400 Вт/м⋅К или более (410 Вт/м⋅К или более или т.п.), является особенно предпочтительным.
В случае, когда хладоноситель в соответствии с настоящим изобретением включает в себя твердое вещество, имеющее более высокую теплопроводность, чем описанный выше лед в соответствии с настоящим изобретением, хладоноситель подходит для долгосрочного охлаждения, даже когда он включает в себя большое количество твердого вещества, как описано выше, и, например, отношение массы твердого вещества, имеющего более высокую теплопроводность, чем лед в соответствии с настоящим изобретением, к массе льда в соответствии с настоящим изобретением, включенного в хладоноситель (или общей массе льда в соответствии с настоящим изобретением, включенного в хладоноситель, и жидкости, которая включает в себя водный раствор) может составлять 1/100000 или более (1/50000 или более, 1/10000 или более, 1/5000 или более, 1/1000 или более, 1/500 или более, 1/100 или более, 1/50 или более, 1/10 или более, 1/5 или более, 1/4 или более, 1/3 или более, 1/2 или более и т.п.).
Твердое вещество в соответствии с настоящим изобретением может иметь любую форму, но предпочтительно имеет форму частиц. В дополнение твердое вещество может быть включено внутри льда в соответствии с настоящим изобретением или снаружи льда, но охлаждающая способность выше, когда твердое вещество включено снаружи льда, поскольку твердое вещество может вступать в непосредственный контакт с целевым объектом охлаждения. По этой причине предпочтительно, чтобы твердое вещество было включено снаружи льда. В дополнение в случае, когда хладоноситель в соответствии с настоящим изобретением включает в себя описанное выше твердое вещество, лед может быть получен способом производства льда в соответствии с настоящим изобретением, описанным позже, и затем смешан с твердым веществом, или лед может быть получен в состоянии, в котором твердое вещество предварительно смешано с водой, являющейся сырьем для льда.
<Способ производства льда>
Настоящее изобретение включает в себя способ производства льда из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество, причем способ включает в себя этап, на котором образуют лед из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество, на стеночной поверхности, поддерживаемой при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания водного раствора, путем распыления жидкости, которая включает в себя водный раствор, на стеночную поверхность, и этап, на котором собирают лед, образованный на стеночной поверхности. Таким способом можно получать лед в соответствии с настоящим изобретением, удовлетворяющий условиям (a) и (b).
(Этап образования льда)
Настоящее изобретение представляет собой способ производства льда из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество, причем способ включает в себя этап, на котором образуют лед из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество, на стеночной поверхности, поддерживаемой при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания водного раствора, путем распыления жидкости, которая включает в себя водный раствор, на стеночную поверхность, и этап, на котором собирают лед, образованный на стеночной поверхности.
При охлаждении жидкости, которая включает в себя водный раствор, снаружи, в состоянии, в котором она собрана в контейнере, как в описанном выше Патентном документе 1, невозможно получить лед в соответствии с настоящим изобретением. Считается, что это связано с тем, что скорость охлаждения является недостаточной. Однако в способе производства льда в соответствии с настоящим изобретением возможно быстрое охлаждение, которое не было реализовано в известном уровне техники, поскольку туманообразный водный раствор вступает в непосредственный контакт со стеночной поверхностью, поддерживаемой при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания водного раствора, за счет распыления жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество. Считается, что в соответствии с настоящим изобретением может быть получен лед, который удовлетворяет условиям (a) и (b) и в связи с этим имеет высокую охлаждающую способность.
Примеры стеночной поверхности могут включать в себя внутреннюю стенку цилиндрической конструкции, например, вертикального барабана 11, показанного на Фиг. 1, которая будет описана позже, но стеночная поверхность особо не ограничена при условии, что она представляет собой стеночную поверхность, которая может поддерживаться при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания водного раствора. Температура стеночной поверхности особо не ограничена при условии, что она поддерживается на уровне температуры равной или меньшей, чем точка затвердевания водного раствора, но предпочтительно, чтобы температура поддерживалась на уровне температуры ниже на 1°C или более (температура ниже на 2°C или более, температура ниже на 3°C или более, температура ниже на 4°C или более, температура ниже на 5°C или более, температура ниже на 6°C или более, температура ниже на 7°C или более, температура ниже на 8°C или более, температура ниже на 9°C или более, температура ниже на 10°C или более, температура ниже на 11°C или более, температура ниже на 12°C или более, температура ниже на 13°C или более, температура ниже на 14°C или более, температура ниже на 15°C или более, температура ниже на 16°C или более, температура ниже на 17°C или более, температура ниже на 18°C или более, температура ниже на 19°C или более, температура ниже на 20°C или более, температура ниже на 21°C или более, температура ниже на 22°C или более, температура ниже на 23°C или более, температура ниже на 24°C или более, температура ниже на 25°C или более и т.п.), чем точка затвердевания водного раствора, с точки зрения возможности производства льда, который удовлетворяет условиям (a) и (b) и имеет высокую чистоту льда.
Способ распыления особо не ограничен, и жидкость может быть распылена, например, путем распыления с помощью средства распыления, имеющего распылительное отверстие в виде патрубка 13, показанного на Фиг. 1, которая будет описана позже. В этом случае давление воды во время распыления может составлять, например, 0,001 MПа или более (0,002 MПа или более, 0,005 MПа или более, 0,01 MПа или более, 0,05 MПа или более, 0,1 MПа или более, 0,2 MПа или более и т.п.) или 1 MПа или менее (0,8 MПа или менее, 0,7 MПа или менее, 0,6 MПа или менее, 0,5 MПа или менее, 0,3 MПа или менее, 0,1 MПа или менее, 0,05 MПа или менее, 0,01 MПа или менее и т.п.).
В дополнение, как проиллюстрировано на Фиг. 1, которая будет описана позже, распыление жидкости может выполняться путем непрерывного распыления, при котором на центральной оси вертикального барабана 11 обеспечено средство вращения, например, вращательный вал 12, и распыление происходит во время вращения средства вращения.
(Этап сбора)
Настоящее изобретение включает в себя этап сбора льда, образованного на стеночной поверхности после описанного выше этапа образования льда.
Способ сбора особо не ограничен, и, например, лед на стеночной поверхности может соскребаться с использованием специального средства, например, ножа 15, и падающий лед может собираться, как проиллюстрировано на Фиг. 2, которая будет описана позже.
В дополнение при образовании льда выделяется теплота, и существует вероятность, что фактическая температура завершения таяния зависит от того, что лед подвергается воздействию этой теплоты, выделяемой при образовании льда. Таким образом, считается, что температура завершения таяния зависит не только от вида и концентрации растворенного вещества, но и от теплоты, выделяемой при образовании льда. По этой причине фактическая температура завершения таяния может регулироваться путем регулировки количества теплоты, выделяемой при образовании льда, оставшейся на льду. Регулировка теплоты, выделяемой при образовании льда, может быть выполнена путем регулировки времени выдержки льда на стеночной поверхности на этапе сбора в соответствии с настоящим изобретением.
[Машина для производства льда и система производства льда]
Далее аспект машины для производства льда и системы производства льда, которые могут быть использованы для производства льда в соответствии с настоящим изобретением, будет описан со ссылкой на Фиг. 1 и 2. Кроме того, в следующем примере машины для производства льда в качестве растворенного вещества используется поваренная соль.
На Фиг. 1 проиллюстрирован вид в перспективе в частичном разрезе машины 10 для производства льда, а на Фиг. 2 проиллюстрирована система производства льда, включающая в себя машину 10 для производства льда. Машина 10 для производства льда включает в себя вертикальный барабан 11, внутренняя периферийная поверхность которого охлаждается хладоносителем, и вращательный вал 12, который вращается редукторным двигателем 20, расположен на центральной оси вертикального барабана 11. К вращательному валу 12 прикреплено множество патрубков 13, которые вращаются вместе с вращательным валом 12 и имеют распылительное отверстие 13a для распыления соленой воды на внутреннюю периферийную поверхность вертикального барабана 11 на концевом участке, и кронштейн 14, который продолжается в радиальном направлении вертикального барабана 11 и вращается вместе с вращательным валом 12. На концевом участке кронштейна 14 установлен нож 15 для соскабливания льда, образованного на внутренней периферийной поверхности вертикального барабана 11.
Вертикальный барабан 11 имеет внутренний цилиндр 22, имеющий внутреннюю периферийную поверхность, на которой образуется лед, и внешний цилиндр 23, окружающий внутренний цилиндр 22. Внутренний цилиндр 22 и внешний цилиндр 23 выполнены из стали, и между внутренним цилиндром 22 и внешним цилиндром 23 обеспечен зазор. В зазор по трубке 35 подается хладоноситель из морозильной машины (не проиллюстрирована). Кроме того, внешняя периферийная поверхность вертикального барабана 11 покрыта цилиндрическим защитным кожухом 19.
Верхняя поверхность вертикального барабана 11 уплотнена верхним опорным элементом 17, имеющим форму перевернутой чаши. В центральном участке верхнего опорного элемента 17 установлена втулка 28 для поддержания вращательного вала 12. Вращательный вал 12 поддерживается только верхним опорным элементом 17, и нижний концевой участок вращательного вала 12 не поддерживается с возможностью вращения. В связи с этим при падении льда, соскребаемого ножом 15, в нижнем положении вертикального барабана 11 отсутствует препятствие, и нижняя поверхность вертикального барабана 11 служит в качестве выпускного отверстия 16 для выпуска льда. Лед, выпавший через выпускное отверстие 16, хранится в резервуаре 34 для хранения льда, расположенном прямо под машиной 10 для производства льда (смотри Фиг. 2).
Вращательный вал 12 вращается вокруг материальной оси редукторным двигателем 20, установленным над верхним опорным элементом 17. В верхнем участке вращательного вала 12 образовано вертикальное отверстие 12a, которое продолжается в направлении материальной оси и сообщается с каждым патрубком 13 (смотри Фиг. 2). В дополнение к верхнему участку вращательного вала 12 прикреплено вращательное соединение 21. Соленая вода, являющаяся сырьем для льда, подается из резервуара 30 для хранения соленой воды во вращательное соединение 21 через трубку 32 (смотри Фиг. 2). Соленая вода, подаваемая во вращательное соединение 21, подается из вращательного соединения 21 в вертикальное отверстие 12a, образованное во вращательном валу 12, и подается из вертикального отверстия 12a в каждый патрубок 13.
Патрубок 13 радиально продолжается от вращательного вала 12 в радиальном направлении вертикального барабана 11. Высота установки каждого патрубка 13 задана в верхнем положении высоты внутреннего цилиндра 22 вертикального барабана 11, и соленая вода распыляется в направлении верхнего участка внутренней периферийной поверхности внутреннего цилиндра 22 (смотри Фиг. 1). Давление воды при распылении соленой воды через распылительное отверстие 13a составляет, например, около 0,01 MПа. Кроме того, вместо патрубка 13 может быть использована распылительная форсунка или т.п.
В этом случае давление распыления может быть установлено, например, от 0,2 до 0,5 MПа.
Кронштейн 14 установлен так, чтобы быть симметричным относительно вращательного вала 12. В настоящем варианте выполнения количество кронштейнов 14 равно двум. Нож 15, установленный на концевом участке каждого кронштейна 14, выполнен из нержавеющего стального листового материала, имеющего длину по существу равную общей длине (общей высоте) внутреннего цилиндра 22, и на концевой поверхности, обращенной к внутреннему цилиндру 22, образовано множество зубцов 15a.
Далее будет описана работа машины 10 для производства льда, имеющей вышеуказанную конфигурацию, и системы производства льда. При запуске морозильной машины в вертикальный барабан 11 подается хладоноситель для установления температуры внутренней периферийной поверхности вертикального барабана 11 в диапазоне от -20°C до -25°C. Затем запускается редукторный двигатель 20 для подачи соленой воды во вращательный вал 12 через вращательное соединение 21, а также для вращения вращательного вала 12 вокруг материальной оси. Скорость вращения вращательного вала 12 установлена в диапазоне от 2 до 4 об/мин. Кроме того, в случае использования распылительной форсунки вместо патрубка 13 скорость вращения вращательного вала 12 установлена в диапазоне от 10 до 15 об/мин.
Соленая вода, распыляемая на внутреннюю периферийную поверхность вертикального барабана 11 через патрубок 13, вращающийся вместе с вращательным валом 12, мгновенно замерзает при вступлении в контакт с внутренней периферийной поверхностью вертикального барабана 11. Лед, образуемый на внутренней периферийной поверхности вертикального барабана 11, соскребается ножом 15, вращающимся вместе с кронштейном 14. Соскребаемый лед падает через выпускное отверстие 16. Лед, выпавший через выпускное отверстие 16, хранится в резервуаре 34 для хранения льда, расположенном прямо под машиной 10 для производства льда, и используется для сохранения свежести свежих морепродуктов.
При этом соленая вода, которая не превратилась в лед, и стекла вниз по внутренней периферийной поверхности вертикального барабана 11, хранится в резервуаре 30 для хранения соленой воды и снова подается во вращательное соединение 21 через трубку 32 при запуске насоса 31 (смотри Фиг. 2). Кроме того, в случае уменьшения соленой воды в резервуаре 30 для хранения соленой воды соленая вода, хранящаяся в резервуаре 33 с соленой водой, подается в резервуар 30 для хранения соленой воды.
<Способ производства охлажденного изделия>
Настоящее изобретение включает в себя способ производства охлажденного изделия, который включает в себя этап, на котором охлаждают изделие, подлежащее охлаждению, с использованием описанного выше хладоносителя.
Изделие, подлежащее охлаждению, особо не ограничено, и его примеры могут включать в себя свежие растения/животных или их части. Примеры свежих растений/животных могут включать в себя свежую рыбу, например, морскую рыбу, и свежие овощи.
Примеры частей свежих растений/животных могут включать в себя органы животных (человеческие и т.п.).
Способ охлаждения особо не ограничен, и изделие, подлежащее охлаждению, может охлаждаться путем непосредственного приведения в контакт с описанным выше хладоносителем, или изделие, подлежащее охлаждению, может охлаждаться опосредованно (например, путем охлаждения теплопроводящего средства, которое может передавать хладоноситель к источнику тепла и охлаждать изделие, подлежащее охлаждению, посредством охлажденного теплопроводящего средства).
В дополнение в случае, когда описанный выше хладоноситель в соответствии с настоящим изобретением включает в себя твердое вещество, имеющее более высокую теплопроводность, чем лед, предпочтительно выполнять охлаждение так, чтобы на этапе охлаждения твердое вещество, имеющее более высокую теплопроводность, чем лед, было расположено между льдом, включенным в хладоноситель, и изделием, подлежащим охлаждению. В связи с этим возможно долгосрочное охлаждение при достижении краткосрочной охлаждающей способности за счет твердого вещества, имеющего высокую теплопроводность. В таком случае в зависимости от цели между каждыми двумя изо льда, твердого вещества, имеющего более высокую теплопроводность, чем лед, и изделия, подлежащего охлаждению, может быть расположено другое вещество. Например, в случае, когда хладоноситель включает в себя вещество, которое предпочтительно не должно вступать в непосредственный контакт с изделием, подлежащим охлаждению (например, предпочтительно, чтобы хладоноситель не вступал в контакт с изделием, подлежащим охлаждению, с точки зрения безопасности, твердым веществом (металлом или т.п.), имеющим более высокую теплопроводность, чем лед, и т.п.), охлаждение может выполняться так, чтобы либо хладоноситель, либо изделие, подлежащее охлаждению, было помещено в пакет, и, таким образом, хладоноситель и изделие, подлежащее охлаждению, не вступали в непосредственный контакт друг с другом.
ПРИМЕРЫ
<Пример 1>
При использовании описанной выше машины 10 для производства льда был получен лед (далее называемый «льдом в соответствии с Примером 1») из водного раствора (насыщенного солевого раствора), включающего в себя поваренную соль в качестве растворенного вещества в количестве 23,1%. Этот лед в соответствии с Примером 1 имел (a) температуру после полного таяния ниже 0°C. В дополнение концентрация солевого раствора в водном растворе в процессе таяния была приблизительно постоянной, то есть (b) темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния, составлял 30% или менее. Была измерена динамика температуры льда в соответствии с Примером 1 при наружной температуре.
В дополнение подобным образом также была измерена динамика температуры солевого раствора («высококонцентрированный солевой раствор» на Фиг. 3), имеющего такую же концентрацию, что и лед в соответствии с Примером 1. Результаты проиллюстрированы на Фиг. 3. На Фиг. 3 вертикальная ось показывает температуру (°C), а горизонтальная ось показывает время (минута).
Как проиллюстрировано на Фиг. 3, высококонцентрированный солевой раствор не был заморожен, и, следовательно, температура увеличивалась пропорционально времени. В отличие от этого было обнаружено, что лед в соответствии с Примером 1 имел высокую охлаждающую способность за счет скрытой теплоты, исходя из того, что изменение температуры почти не наблюдалось при температуре от около -20°C до завершения таяния.
<Пример 2>
Лед (далее называемый «льдом (раствор: насыщенный солевой раствор») в соответствии с Примером 2) из водного раствора (насыщенного солевого раствора), включающего в себя поваренную соль в качестве растворенного вещества в количестве 23,1%, был получен таким же образом, как в Примере 1, с использованием описанной выше машины 10 для производства льда. В дополнение был приготовлен лед, в котором в лед (раствор: насыщенный солевой раствор) в соответствии с Примером 2 была добавлена медь, и он был использован в качестве льда (раствор: насыщенный солевой раствор +CU) в соответствии с Примером 2. Кроме того, был приготовлен насыщенный солевой раствор (водный раствор при температуре -20°C), который не был заморожен.
Рыба охлаждалась с использованием льда (раствор: насыщенный солевой раствор) в соответствии с Примером 2, льда (раствор: насыщенный солевой раствор +CU) в соответствии с Примером 2 и насыщенного солевого раствора (водного раствора при температуре -20°C), и была измерена динамика температуры в толще тушки рыбы. Результаты проиллюстрированы на Фиг. 4.
На Фиг. 4 вертикальная ось показывает температуру (°C), а горизонтальная ось показывает время (минута).
Как проиллюстрировано на Фиг. 4, было обнаружено, что лед (раствор: насыщенный солевой раствор +CU) в соответствии с Примером 2 имеет более высокую охлаждающую способность в отношении рыбы, чем лед (раствор: насыщенный солевой раствор) в соответствии с Примером 2. На основе этого результата было обнаружено, что охлаждающая способность увеличивается при дополнительном добавлении в лед твердого вещества, имеющего более высокую теплопроводность, чем лед, например, меди.
<Пример 3>
При использовании описанной выше машины 10 для производства льда был получен лед из сырого молока в соответствии с Примером 3 с использованием сырого молока вместо водного раствора (насыщенного солевого раствора), включающего в себя поваренную соль в количестве 23,1% таким же способом, что и лед в соответствии с Примером 1. Лед в соответствии с Примером 3 был испробован на вкус, и в результате было подтверждено, что лед почти не разделяется во время еды, сохраняет твердое состояние в течение длительного времени и обладает хорошим вкусом. В дополнение такой же лед не был съеден, а был оставлен для растворения, и в результате сырое молоко, образованное в ходе растворения, не разделилось.
Кроме того, было изучено состояние разделения при производстве льда из сырого молока в соответствии с Примером 3 с использованием описанной выше машины 10 для производства льда, и в результате было подтверждено, что масло не остается на стеночной поверхности даже после сбора льда со стеночной поверхности, на которую была распылена жидкость, и лед не разделяется даже во время производства. На основе этих фактов было обнаружено, что лед в соответствии с настоящим изобретением может находиться в неразделенном состоянии.
ОБЪЯСНЕНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
10: Машина для производства льда, 11: Вертикальный барабан, 12: Вращательный вал, 12a: Вертикальное отверстие, 13: Патрубок, 13a: Распылительное отверстие, 14: Кронштейн, 15: Нож, 15a: Зубец, 16: Выпускное отверстие, 17: Верхний опорный элемент, 19: Защитный кожух, 20: Редукторный двигатель, 21: Вращательное соединение, 22: Внутренний цилиндр, 23: Внешний цилиндр, 28: Втулка, 30: Резервуар для хранения соленой воды, 31: Насос, 32 и 35: Трубки, 33: Резервуар с соленой водой, и 34: Резервуар для хранения льда
Далее будут описаны варианты выполнения настоящего изобретения, но настоящее изобретение особо не ограничивается ими.
<Способ производства охлажденного изделия из растения/животного или его части>
Настоящее изобретение представляет собой способ производства охлажденного изделия из растений/животных или их частей, который включает в себя этап, на котором охлаждают растения/животных или их части с использованием льда, который удовлетворяет следующим условиям (a)-(c) и образован из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество: (a) Температура льда после полного таяния ниже 0°C; (b) Темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния, составляет 30% или менее; (c) Температура находится в диапазоне от точки замерзания растений/животных или их частей до точки замерзания +0,5°C.
Лед в соответствии с настоящим изобретением удовлетворяет условию (c) и, следовательно, имеет отличную способность поддерживать растения/животных или их части в низкотемпературном состоянии без их заморозки. В дополнение лед удовлетворяет условиям (a) и (b) и, следовательно, имеет отличную способность поддерживать растения/животных или их части в низкотемпературном состоянии. Этот аспект описан ниже.
Известно, что снижение точки затвердевания, при котором снижается точка затвердевания водного раствора, происходит в случае, когда в воде растворено растворенное вещество. За счет снижения точки затвердевания снижается точка затвердевания традиционного водного раствора, в котором растворено растворенное вещество, например, поваренная соль. Другими словами, лед, образованный из такого водного раствора, представляет собой лед, который затвердевает при более низкой температуре, чем лед, образованный из пресной воды. В настоящем документе теплота, необходимая для превращения льда в воду, называется «скрытой теплотой», и эта скрытая теплота не сопровождается изменением температуры. За счет такой скрытой теплоты во время таяния лед, имеющий сниженную точку затвердевания, поддерживается в стабильном состоянии при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания пресной воды, и, таким образом, поддерживается состояние, в котором сохраняется энергия холода. В связи с этим способность льда, образованного из такого водного раствора, охлаждать изделие, подлежащее охлаждению, по существу выше, чем у льда, образованного из пресной воды. Однако авторы настоящего изобретения обнаружили, что обычный лед, полученный путем охлаждения снаружи, фактически не обладает достаточной способностью охлаждать изделие, подлежащее охлаждению, поскольку температура самого льда быстро увеличивается с течением времени при охлаждении. Авторы настоящего изобретения исследовали причины этого и в результате обнаружили, что в традиционном способе лед, не включающий в себя растворенное вещество, фактически образуется до замерзания водного раствора даже при образовании льда из водного раствора, включающего в себя растворенное вещество, например, поваренную соль, и в результате образуется смесь льда, который не включает в себя растворенное вещество, и растворенного вещества, или не образуется лед, имеющий высокую охлаждающую способность, поскольку лед, имеющий сниженную точку затвердевания, образуется только в незначительном количестве.
В отличие от этого авторам настоящего изобретения удалось получить лед, который имеет сниженную точку затвердевания и образован из жидкости, которая включает в себя водный раствор, заданным способом (детали будут описаны позже). Такой лед в соответствии с настоящим изобретением удовлетворяет условиям (a)-(c) и, следовательно, имеет отличную способность охлаждения растений/животных или их частей без их заморозки.
Далее будет подробно описан лед, который удовлетворяет условиям (a)-(c), образован из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество, и используется в способе производства в соответствии с настоящим изобретением.
(Температура льда после полного таяния)
Что касается вышеуказанного условия (a), лед в соответствии с настоящим изобретением представляет собой лед из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество, и, следовательно, его точка затвердевания ниже, чем точка затвердевания пресной воды (воды, которая не включает в себя растворенное вещество). В связи с этим лед имеет особенность, заключающуюся в том, что температура льда после полного таяния ниже 0°C. «Температура льда после полного таяния» относится к температуре воды в момент времени, когда весь лед в соответствии с настоящим изобретением превратился в воду после начала таяния льда при помещении льда в окружающую среду (например, при комнатной температуре и атмосферном давлении) при температуре, равной или превышающей температуру таяния.
Температура льда после полного таяния особо не ограничена при условии, что она ниже 0°C, и она может быть соответствующим образом изменена путем регулировки вида и концентрации растворенного вещества. С точки зрения более высокой охлаждающей способности более предпочтительно, чтобы температура льда после полного таяния была ниже, и, в частности, температура предпочтительно составляет -1°C или ниже (-2°C или ниже, -3°C или ниже, -4°C или ниже, -5°C или ниже, -6°C или ниже, -7°C или ниже, -8°C или ниже, -9°C или ниже, -10°C или ниже, -11°C или ниже, -12°C или ниже, -13°C или ниже, -14°C или ниже, -15°C или ниже, -16°C или ниже, -17°C или ниже, -18°C или ниже, -19°C или ниже, -20°C или ниже и т.п.). При этом также возможен случай, когда предпочтительно, чтобы точка затвердевания была ближе к точке замерзания изделия, подлежащего охлаждению (например, для предотвращения повреждения свежих растений/животных), и в таком случае предпочтительно, чтобы температура льда после полного таяния была не слишком высокой, и, например, температура предпочтительно составляет -21°C или выше (-20°C или выше, -19°C или выше, -18°C или выше, -17°C или выше, -16°C или выше, -15°C или выше, -14°C или выше, -13°C или выше, -12°C или выше, -11°C или выше, -10°C или выше, -9°C или выше, -8°C или выше, -7°C или выше, -6°C или выше, -5°C или выше, -4°C или выше, -3°C или выше, -2°C или выше, -1°C или выше, -0,5°C или выше и т.п.).
(Темп изменения концентрации растворенного вещества)
Что касается вышеуказанного условия (b), лед в соответствии с настоящим изобретением имеет особенность, заключающуюся в том, что темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом изо льда в процессе таяния (далее в некоторых случаях в настоящем описании сокращенно называемый «темпом изменения концентрации растворенного вещества»), составляет 30% или менее. Также возможен случай, когда даже в способе, описанном в Патентном документе 1, образуется небольшое количество льда, имеющего сниженную точку затвердевания, но большая часть льда представляет собой смесь льда из воды, которая не включает в себя растворенное вещество, и кристаллов растворенного вещества и, следовательно, не обладает достаточной охлаждающей способностью. Таким образом, в случае содержания смеси льда из воды, не включающей в себя растворенное вещество, и кристаллов растворенного вещества в большом количестве, при помещении льда в условия таяния скорость вымывания растворенного вещества, сопровождающего таяние, является неравномерной, большее количество растворенного вещества вымывается по мере приближения момента времени к времени начала таяния, количество вымываемого растворенного вещества уменьшается по мере продолжения таяния, и количество вымываемого растворенного вещества уменьшается по мере приближения момента времени к времени окончания таяния. В отличие от этого лед в соответствии с настоящим изобретением представляет собой лед из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество, и, следовательно, имеет особенность, заключающуюся в том, что изменение скорости вымывания растворенного вещества в процессе таяния является небольшим. В частности, темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния, составляет 30%. Кроме того, «темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния» означает процентное отношение концентрации водного раствора в момент окончания таяния к концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом в произвольный момент времени в процессе таяния. Кроме того, «концентрация растворенного вещества» означает концентрацию массы растворенного вещества в водном растворе.
Темп изменения концентрации растворенного вещества во льду в соответствии с настоящим изобретением особо не ограничен при условии, что он составляет 30% или менее, и это означает, что чистота льда из водного раствора, имеющего сниженную точку затвердевания, является более высокой, то есть, чем меньше темп изменения концентрации растворенного вещества, тем выше его охлаждающая способность.
С этой точки зрения, предпочтительно, чтобы темп изменения концентрации растворенного вещества составлял 25% или менее (24% или менее, 23% или менее, 22% или менее, 21% или менее, 20% или менее, 19% или менее, 18% или менее, 17% или менее, 16% или менее, 15% или менее, 14% или менее, 13% или менее, 12% или менее, 11% или менее, 10% или менее, 9% или менее, 8% или менее, 7% или менее, 6% или менее, 5% или менее, 4% или менее, 3% или менее, 2% или менее, 1% или менее, 0,5% или менее и т.п.). При этом темп изменения концентрации растворенного вещества может составлять 0,1% или более (0,5% или более, 1% или более, 2% или более, 3% или более, 4% или более, 5% или более, 6% или более, 7% или более, 8% или более, 9% или более, 10% или более, 11% или более, 12% или более, 13% или более, 14% или более, 15% или более, 16% или более, 17% или более, 18% или более, 19% или более, 20% или более и т.п.).
(Температура)
Что касается вышеуказанного условия (c), лед в соответствии с настоящим изобретением имеет температуру от точки замерзания растений/животных или их частей до точки замерзания +0,5°C. Температура льда не ограничена при условии, что она удовлетворяет такому диапазону, но чем ближе температура льда к точке замерзания, тем выше эффективность поддержания растений/животных или их частей при низкой температуре. По этой причине лед в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно имеет температуру на уровне точки замерзания +0,4°C или ниже, более предпочтительно на уровне точки замерзания +0,3°C или ниже, еще более предпочтительно на уровне точки замерзания +0,2°C или ниже, еще более предпочтительно на уровне точки замерзания +0,1°C или ниже и особенно предпочтительно на уровне точки замерзания +0,05°C или ниже. При этом, чем выше температура льда, тем выше эффективность предотвращения замерзания растений/животных или их частей. По этой причине температура льда более предпочтительно представляет собой точку замерзания +0,01°C или выше, еще более предпочтительно точку замерзания +0,05°C или выше, еще более предпочтительно точку замерзания +0,1°C или выше, еще более предпочтительно точку замерзания +0,2°C или выше, еще более предпочтительно точку замерзания +0,3°C или выше и особенно предпочтительно точку замерзания +0,4°C или выше. Кроме того, точка замерзания растений/животных или их частей может представлять собой точку замерзания целых «растений/животных или их частей» или точку замерзания по меньшей мере участка «растений/животных или их частей».
(Растворенное вещество)
Вид растворенного вещества, включаемого в лед в соответствии с настоящим изобретением, особо не ограничен при условии, что оно представляет собой растворенное вещество, для которого в качестве растворителя используется вода, и оно может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от необходимой точки затвердевания, области применения льда и т.п. Примеры растворенного вещества могут включать в себя твердое растворенное вещество и жидкое растворенное вещество, и примеры типичного твердого растворенного вещества могут включать в себя соли (неорганические соли, органические соли и т.п.). В частности, среди солей поваренная соль (NaCl) является предпочтительной, поскольку температура точки затвердевания не слишком уменьшена, и она подходит для охлаждения свежих растений/животных или их частей. В дополнение поваренная соль также предпочтительна с точки зрения простоты добычи, поскольку она содержится в морской воде. В дополнение примеры жидкого растворенного вещества могут включать в себя этиленгликоль. Кроме того, может быть включено одно растворенное вещество, или могут быть включены два или более видов.
Концентрация растворенного вещества во льду в соответствии с настоящим изобретением особо не ограничена, и она может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от типа растворенного вещества, необходимой точки затвердевания, определенной с учетом целевого объекта охлаждения и т.п., области применения льда и т.п. Например, в случае использования поваренной соли в качестве растворенного вещества можно дополнительно снизить точку затвердевания водного раствора и, следовательно, получить высокую охлаждающую способность, и концентрация может быть соответственно изменена, и, например, концентрация поваренной соли может составлять 0,5% (масс./об.) или более (1% (масс./об.) или более, 2% (масс./об.) или более, 3% (масс./об.) или более, 4% (масс./об.) или более, 5% (масс./об.) или более, 6% (масс./об.) или более, 7% (масс./об.) или более, 8% (масс./об.) или более, 9% (масс./об.) или более, 10% (масс./об.) или более, 11% (масс./об.) или более, 12% (масс./об.) или более, 13% (масс./об.) или более, 14% (масс./об.) или более, 15% (масс./об.) или более, 16% (масс./об.) или более, 17% (масс./об.) или более, 18% (масс./об.) или более, 19% (масс./об.) или более, 20% (масс./об.) или более и т.п.) или 23% (масс./об.) или менее (20% (масс./об.) или менее, 19% (масс./об.) или менее, 18% (масс./об.) или менее, 17% (масс./об.) или менее, 16% (масс./об.) или менее, 15% (масс./об.) или менее, 14% (масс./об.) или менее, 13% (масс./об.) или менее, 12% (масс./об.) или менее, 11% (масс./об.) или менее, 10% (масс./об.) или менее, 9% (масс./об.) или менее, 8% (масс./об.) или менее, 7% (масс./об.) или менее, 6% (масс./об.) или менее, 5% (масс./об.) или менее, 4% (масс./об.) или менее, 3% (масс./об.) или менее, 2% (масс./об.) или менее, 1% (масс./об.) или менее и т.п.).
В настоящем изобретении выражение «лед» относится к льду, полученному при замерзании жидкости, включающей в себя водный раствор.
Жидкость, образующая лед в соответствии с настоящим изобретением, может представлять собой, например, жидкость, которая дополнительно включает в себя масло в дополнение к водному раствору, включающему в себя описанное выше растворенное вещество. Примеры такой жидкости могут включать в себя сырое молоко, промышленные отходы, включающие в себя воду и масло (молочные отходы и т.п.), но она особо не ограничена и может быть соответственно выбрана в зависимости от цели. Лед в соответствии с настоящим изобретением поддерживается в стабильном состоянии при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания пресной воды, то есть лед может поддерживаться в неразделенном состоянии в течение длительного времени. По этой причине в случае, когда жидкость, образующая лед в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой жидкость, которая включает в себя масло, состояние, в котором масло распределено равномерно, сохраняется в течение длительного времени, то есть в течение длительного времени может поддерживаться неразделенное состояние. Кроме того, лед в соответствии с настоящим изобретением может быть образован только из льда, полученного путем заморозки водного раствора, включающего в себя описанное выше растворенное вещество.
В случае, когда жидкость, образующая лед в соответствии с настоящим изобретением, дополнительно включает в себя масло, отношение между водой и маслом в жидкости особо не ограничено, и, например, оно может быть соответственно выбрано из диапазона от 1:99 до 99:1 (от 10:90 до 90:10, от 20:80 до 80:20, от 30:70 до 70:30, от 40:60 до 60:40 и т.п.).
В дополнение лед в соответствии с настоящим изобретением может представлять собой лед из водного раствора, включающего в себя два или более видов растворенных веществ, имеющих разные степени снижения точки затвердевания. В этом случае лед в соответствии с настоящим изобретением может представлять собой смесь льда из водного раствора, включающего в себя одно растворенное вещество, и льда из водного раствора, включающего в себя другое растворенное вещество. В таком случае можно замедлить таяние льда из водного раствора, включающего в себя этиленгликоль, например, путем добавления льда из водного раствора, включающего в себя поваренную соль в качестве растворенного вещества, имеющего другую степень снижения точки затвердевания по сравнению с этиленгликолем, к льду из водного раствора, включающего в себя этиленгликоль в качестве растворенного вещества. Альтернативно лед в соответствии с настоящим изобретением может представлять собой лед из водного раствора, приготовленного путем растворения двух или более видов растворенных веществ в одном и том же водном растворе. В дополнение одновременное использование двух или более видов растворенных веществ, имеющих разные степени снижения точки затвердевания, также полезно для снижения точки таяния льда из водного раствора, включающего в себя растворенное вещество, до целевой.
Например, в случае использования поваренной соли в качестве растворенного вещества можно снизить точку таяния льда из солевого раствора путем одновременного использования растворенного вещества (этиленгликоля, хлорида кальция или т.п.), которое имеет превосходную способность снижать точку таяния по сравнению с поваренной солью, и, таким образом, можно получить лед, имеющий более высокую охлаждающую способность. Отношение двух или более видов растворенных веществ, имеющих разные степени снижения точки затвердевания, может быть соответственно изменено в зависимости от цели.
При создании осмотического давления между растениями/животными или их частями, которые являются целевым объектом охлаждения, и водным раствором, образуемом при таянии льда для охлаждения растений/животных или их частей, возникает явление, заключающееся в том, что компонент внутри растений/животных или их частей выделяет жидкость, которая вытекает наружу, или растворенное вещество, включенное в лед, попадает в растения/животных или их части. Для предотвращения этого предпочтительно регулировать концентрацию растворенного вещества в водном растворе, образующем лед, так, чтобы он был изотоничен растениям/животным или их частям, но во льду, который образован из жидкости, которая включает в себя водный раствор, и не удовлетворяет условиям (a) и (b), определенным в настоящем изобретении, между растениями/животными или их частями, которые являются целевым объектом охлаждения, и водным раствором, образуемым при таянии льда для охлаждения растений/животных или их частей, вероятно, будет создаваться осмотическое давление, даже когда лед фактически приводится в контакт с целевым объектом охлаждения, и сложно реализовать устойчивую изотоничность. Считается, что причина этого связана с тем, что лед, который образован из жидкости, включающей в себя водный раствор, и не удовлетворяет условиям (a) и (b), описанным в настоящем изобретении, в общем представляет собой лед не из чистого водного раствора, и большую часть льда фактически составляет смесь льда, образованного из пресной воды, и растворенного вещества. В случае такой смеси концентрация вымывания растворенного вещества в момент начала таяния имеет тенденцию к увеличению, и темп изменения концентрации вымывания велик, таким образом, лед не удовлетворяет условию (b), и невозможно реализовать устойчивую изотоничность, когда лед используется для охлаждения и тает, даже при регулировке концентрации до изотонической при заморозке жидкости, которая включает в себя водный раствор. В отличие от этого лед из жидкости, которая включает в себя водный раствор в соответствии с настоящим изобретением, включает в себя лед из самого водного раствора, таким образом, он удовлетворяет условию (b), изменение концентрации вымывания растворенного вещества в процессе таяния невелико, и можно реализовать устойчивую изотоничность.
При этом описанная выше изотоничность является одним из факторов реализации регулировки концентрации растворенного вещества, и точка таяния льда изменяется путем регулировки концентрации растворенного вещества. В этом случае сложно регулировать концентрацию растворенного вещества так, чтобы реализовать изотоничность с растениями/животными или их частями, в случае регулировки концентрации растворенного вещества для удовлетворения условию (c) (то есть для установления температуры точно от точки замерзания растений/животных или их частей до точки замерзания +0,5°C). Однако точка затвердевания и точка таяния льда в соответствии с настоящим изобретением могут регулироваться путем регулировки теплоты, выделяемой при образовании льда (детали будут описаны позже), оставшейся во время производства льда, и, следовательно, удовлетворяется условие (c), и изотоничность может быть реализована более надежно.
Предпочтительно, чтобы лед в соответствии с настоящим изобретением представлял собой лед из морской воды, воды, приготовленной путем добавления соли в морскую воду, или разбавленной морской воды. Морская вода, вода, приготовленная путем добавления соли в морскую воду, или разбавленная морская вода может быть легко получена на месте при ловле морской рыбы и т.п. в море и при производстве охлажденных изделий на месте. В дополнение морская вода, вода, приготовленная путем добавления соли в морскую воду, или разбавленная морская вода полезна с точки зрения высокой безопасности в случае использования растений/животных или их частей в качестве продуктов питания или в качестве органа для трансплантации и т.п. Кроме того, морская вода, вода, приготовленная путем добавления соли в морскую воду, или разбавленная морская вода также может сокращать затраты.
Растения/животные или их части, которые являются целевым объектом охлаждения, особо не ограничены, и лед подходит для охлаждения свежих растений/животных или их частей. Примеры свежих растений/животных могут включать в себя свежую рыбу, например, морскую рыбу, и свежие овощи. Примеры частей свежих растений/животных могут включать в себя органы животных (человеческие и т.п.). Среди них особенно предпочтительно, чтобы растения/животные в настоящем изобретении представляли собой растения/животных, используемые в качестве продуктов питания, например свежую рыбу и свежие овощи. В дополнение в случае, когда целевой объект охлаждения представляет собой морскую рыбу, предпочтительно устанавливать концентрацию NaCl в водном растворе более 0% и менее 2%. В связи с этим в случае, когда целевой объект охлаждения представляет собой морскую рыбу, лед в соответствии с настоящим изобретением удовлетворяет условию (c) и может реализовывать изотоничность с морской рыбой. Кроме того, когда концентрация NaCl в водном растворе составляет более 0% и менее 2%, можно снизить температуру завершения таяния до -1°C или ниже, лед также полезен с точки зрения предотвращения распространения микроорганизмов в морской рыбе. В дополнение в качестве растений/животных или их частей, которые являются целевым объектом охлаждения, орган животного (например, орган для трансплантации) является предпочтительным.
Возможен случай, когда точка замерзания органа отличается, например, даже если орган получен от одного и того же человека и имеет такую же изотоническую концентрацию, но, как описано выше, лед полезен с точки зрения удовлетворение условия (c) и может реализовывать изотоничность в соответствии с настоящим изобретением.
Способ охлаждения особо не ограничен, и целевой объект охлаждения может охлаждаться путем непосредственного приведения в контакт со льдом или может охлаждаться опосредованно (например, путем помещения льда в контейнер или т.п. и приведения контейнера в контакт с целевым объектом охлаждения). Способ, в котором лед непосредственно приводится в контакт с целевым объектом охлаждения, является предпочтительным, поскольку он также имеет преимущество с точки зрения предотвращения высыхания. В дополнение в случае приведения льда в непосредственный контакт с целевым объектом охлаждения изотоничность не может быть реализована, когда лед представляет собой лед, который не удовлетворяет условию (b), и, следовательно, целевой объект охлаждения подвержен неблагоприятному влиянию (кровотечение, попадание растворенного вещества в целевой объект охлаждения и т.п.) из-за непосредственного контакта, но лед в соответствии с настоящим изобретением удовлетворяет условию (b), и, следовательно, также может обеспечивать преимущество непосредственного контакта, при это предотвращая неблагоприятное воздействие на целевой объект охлаждения путем реализации устойчивой изотоничности.
Лед, полученный способом производства в соответствии с настоящим изобретением, имеет отличную охлаждающую способность и, следовательно, подходит для производства охлажденного изделия. Примеры того, что может быть использовано при производстве такого охлажденного изделия, могут включать в себя органический растворитель, используемый в качестве низкозамерзающего раствора, например, этанол, в дополнение к льду, но лед имеет более высокую теплопроводность и более высокую удельную теплоемкость, чем низкозамерзающие растворы. По этой причине лед, имеющий сниженную точку затвердевания за счет растворения растворенного вещества, например, лед в соответствии с настоящим изобретением, полезен с точки зрения превосходной охлаждающей способностью по сравнению с другими хладоносителями при температуре ниже 0°C, например, по сравнению с низкозамерзающим раствором.
В способе производства в соответствии с настоящим изобретением для охлаждения могут быть использованы компоненты, отличные от описанного выше льда, и, например, целевой объект охлаждения может охлаждаться смесью льда и воды с использованием воды в дополнение к описанному выше льду. Например, в случае дополнительного использования воды, включающей в себя такое же растворенное вещество, как растворенное вещество, включенное в лед, для охлаждения, предпочтительно, чтобы концентрация растворенного вещества во льду и концентрация растворенного вещества в воде были близки друг к другу. Причина этого заключается в следующем.
В случае, когда концентрация растворенного вещества во льду выше концентрации растворенного вещества в воде, температура льда ниже, чем насыщенная точка замерзания воды, и, следовательно, влага замерзает сразу после смешивания воды, имеющей более низкую концентрацию растворенного вещества, со льдом. С другой стороны, в случае, когда концентрация растворенного вещества во льду ниже концентрации растворенного вещества в воде, насыщенная точка замерзания воды ниже насыщенной точки замерзания льда, и, следовательно, лед тает, и температура хладоносителя, образованного из смеси льда и воды, уменьшается. Другими словами, как описано выше, предпочтительно, чтобы концентрации растворенного вещества во льду и воде, подлежащих смешиванию, были установлены примерно одинаковыми, чтобы не изменять состояние смеси льда и воды (состояние ледяной суспензии). В дополнение в случае выполнения охлаждения в состоянии смеси льда и воды вода может быть образована при таянии льда или может быть приготовлена отдельно, но предпочтительно вода представляет собой воду, образованную при таянии льда.
В частности, отношение концентрации растворенного вещества во льду к концентрации растворенного вещества в воде более предпочтительно составляет от 75:25 до 20:80, еще более предпочтительно от 70:30 до 30:70, еще более предпочтительно от 60:40 до 40:60, еще более предпочтительно от 55:45 до 45:55, особенно предпочтительно от 52:48 до 48:52, и наиболее предпочтительно 50:50. В частности, в случае использования поваренной соли в качестве растворенного вещества предпочтительно, чтобы отношение концентрации растворенного вещества во льду к концентрации растворенного вещества в воде находилось в вышеуказанном диапазоне.
<Способ производства льда>
Лед, который удовлетворяет условиям (a), (b) и (c), может быть получен способом, включающим в себя этап, на котором образуют лед из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество, на стеночной поверхности, поддерживаемой при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания водного раствора, путем распыления жидкости, которая включает в себя водный раствор, на стеночную поверхность, и этап, на котором собирают лед, образованный на стеночной поверхности. Далее способ будет описан подробно. Кроме того, условие (c) может быть удовлетворено путем производства льда, имеющего точку затвердевания, удовлетворяющую условию (c), следующим способом и путем последующей регулировки температуры известным средством регулировки температуры (например, размещением льда при комнатной температуре).
(Этап образования льда)
Этап образования льда представляет собой способ производства льда, который образован из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество, и представляет собой этап, на котором образуют лед из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество, на стеночной поверхности, поддерживаемой при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания водного раствора, путем распыления жидкости, которая включает в себя водный раствор, на стеночную поверхность, и этап, на котором собирают лед, образованный на стеночной поверхности.
При производстве льда традиционным способом, в котором жидкость, которая включает в себя водный раствор, в состоянии, в котором она собрана в контейнере, охлаждают снаружи, невозможно получить лед, который удовлетворяет условиям (a), (b) и (c). Считается, что это связано с тем, что скорость охлаждения является недостаточной. Однако в способе производства в соответствии с настоящим изобретением возможно быстрое охлаждение, которое не было реализовано в известном уровне техники, поскольку туманообразный водный раствор вступает в непосредственный контакт со стеночной поверхностью, поддерживаемой при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания водного раствора, за счет распыления жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество. Считается, что таким образом может быть образован лед, который удовлетворяет условиям (a), (b) и (c) и имеет высокую охлаждающую способность.
Примеры стеночной поверхности могут включать в себя внутреннюю стенку цилиндрической конструкции, например, вертикального барабана 11, показанного на Фиг. 5, которая будет описана позже, но стеночная поверхность особо не ограничена при условии, что она представляет собой стеночную поверхность, которая может поддерживаться при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания водного раствора. Температура стеночной поверхности особо не ограничена при условии, что она поддерживается на уровне температуры равной или меньшей, чем точка затвердевания водного раствора, но предпочтительно, чтобы температура поддерживалась на уровне температуры ниже на 1°C или более (температура ниже на 2°C или более, температура ниже на 3°C или более, температура ниже на 4°C или более, температура ниже на 5°C или более, температура ниже на 6°C или более, температура ниже на 7°C или более, температура ниже на 8°C или более, температура ниже на 9°C или более, температура ниже на 10°C или более, температура ниже на 11°C или более, температура ниже на 12°C или более, температура ниже на 13°C или более, температура ниже на 14°C или более, температура ниже на 15°C или более, температура ниже на 16°C или более, температура ниже на 17°C или более, температура ниже на 18°C или более, температура ниже на 19°C или более, температура ниже на 20°C или более, температура ниже на 21°C или более, температура ниже на 22°C или более, температура ниже на 23°C или более, температура ниже на 24°C или более, температура ниже на 25°C или более и т.п.), чем точка затвердевания водного раствора, с точки зрения возможности производства льда, который удовлетворяет условиям (a), (b) и (c) и имеет высокую чистоту льда.
Способ распыления особо не ограничен, и жидкость может быть распылена, например, путем распыления с помощью средства распыления, имеющего распылительное отверстие в виде патрубка 13, показанного на Фиг. 5, которая будет описана позже. В этом случае давление воды во время распыления может составлять, например, 0,001 MПа или более (0,002 MПа или более, 0,005 MПа или более, 0,01 MПа или более, 0,05 MПа или более, 0,1 MПа или более, 0,2 MПа или более и т.п.) или 1 MПа или менее (0,8 MПа или менее, 0,7 MПа или менее, 0,6 MПа или менее, 0,5 MПа или менее, 0,3 MПа или менее, 0,1 MПа или менее, 0,05 MПа или менее, 0,01 MПа или менее и т.п.).
В дополнение как проиллюстрировано на Фиг. 5, которая будет описана позже, распыление жидкости может выполняться путем непрерывного распыления, при котором на центральной оси вертикального барабана 11 обеспечено средство вращения, например, вращательный вал 12, и распыление происходит во время вращения средства вращения.
(Этап сбора)
Этап сбора представляет собой этап, на котором собирают лед, образованный на стеночной поверхности после описанного выше этапа образования льда.
Способ сбора особо не ограничен, и, например, лед на стеночной поверхности может соскребаться с использованием специального средства, например, ножа 15, и падающий лед может собираться, как проиллюстрировано на Фиг. 6, которая будет описана позже.
В дополнение известно, что точка таяния и точка затвердевания воды зависят от вида и концентрации растворенного вещества, но авторы настоящего изобретения обнаружили возможность наличия других факторов, которые влияют на точку таяния и точку затвердевания. Другими словами, при образовании льда выделяется теплота, и авторы в соответствии с настоящим изобретением обнаружили, что существует вероятность того, что фактическая температура завершения таяния зависит от того, что лед подвергается воздействию этой теплоты, выделяемой при образовании льда. Таким образом, считается, что температура завершения таяния зависит не только от вида и концентрации растворенного вещества, но и от теплоты, выделяемой при образовании льда. По этой причине фактическая температура завершения таяния может регулироваться путем регулировки количества теплоты, выделяемой при образовании льда, оставшейся на льду. При регулировке фактической температуры завершения таяния можно получить лед, имеющий необходимую температуру завершения таяния, при этом реализуя изотоничность. Регулировка теплоты, выделяемой при образовании льда, может выполняться путем регулировки времени выдержки льда на стеночной поверхности на этапе сбора.
[Машина для производства льда и система производства льда]
Далее аспект машины для производства льда и системы производства льда, которые могут быть использованы для производства льда в соответствии с описанным выше способом производства, будет описан со ссылкой на Фиг. 5 и 6. Кроме того, в следующем примере машины для производства льда в качестве растворенного вещества используется поваренная соль.
На Фиг. 5 проиллюстрирован вид в перспективе в частичном разрезе машины 10 для производства льда, а на Фиг. 6 проиллюстрирована система производства льда, включающая в себя машину 10 для производства льда. Машина 10 для производства льда включает в себя вертикальный барабан 11, внутренняя периферийная поверхность которого охлаждается хладоносителем, и вращательный вал 12, который вращается редукторным двигателем 20, расположен на центральной оси вертикального барабана 11. К вращательному валу 12 прикреплено множество патрубков 13, которые вращаются вместе с вращательным валом 12 и имеют распылительное отверстие 13a для распыления соленой воды на внутреннюю периферийную поверхность вертикального барабана 11 на концевом участке, и кронштейн 14, который продолжается в радиальном направлении вертикального барабана 11 и вращается вместе с вращательным валом 12. На концевом участке кронштейна 14 установлен нож 15 для соскабливания льда, образованного на внутренней периферийной поверхности вертикального барабана 11.
Вертикальный барабан 11 имеет внутренний цилиндр 22, имеющий внутреннюю периферийную поверхность, на которой образуется лед, и внешний цилиндр 23, окружающий внутренний цилиндр 22. Внутренний цилиндр 22 и внешний цилиндр 23 выполнены из стали, и между внутренним цилиндром 22 и внешним цилиндром 23 обеспечен зазор. В зазор по трубке 35 подается хладоноситель из морозильной машины (не проиллюстрирована). Кроме того, внешняя периферийная поверхность вертикального барабана 11 покрыта цилиндрическим защитным кожухом 19.
Верхняя поверхность вертикального барабана 11 уплотнена верхним опорным элементом 17, имеющим форму перевернутой чаши. В центральном участке верхнего опорного элемента 17 установлена втулка 28 для поддержания вращательного вала 12. Вращательный вал 12 поддерживается только верхним опорным элементом 17, и нижний концевой участок вращательного вала 12 не поддерживается с возможностью вращения. По этой причине при падении льда, соскребаемого ножом 15, в нижнем положении вертикального барабана 11 отсутствует препятствие, и нижняя поверхность вертикального барабана 11 служит в качестве выпускного отверстия 16 для выпуска льда. Лед, выпавший через выпускное отверстие 16, хранится в резервуаре 34 для хранения льда, расположенном прямо под машиной 10 для производства льда (смотри Фиг. 6).
Вращательный вал 12 вращается вокруг материальной оси редукторным двигателем 20, установленным над верхним опорным элементом 17. В верхнем участке вращательного вала 12 образовано вертикальное отверстие 12a, которое продолжается в направлении материальной оси и сообщается с каждым патрубком 13 (смотри Фиг. 6). В дополнение к верхнему участку вращательного вала 12 прикреплено вращательное соединение 21. Соленая вода, являющаяся сырьем для льда, подается из резервуара 30 для хранения соленой воды во вращательное соединение 21 через трубку 32 (смотри Фиг. 6). Соленая вода, подаваемая во вращательное соединение 21, подается из вращательного соединения 21 в вертикальное отверстие 12a, образованное во вращательном валу 12, и подается из вертикального отверстия 12a в каждый патрубок 13.
Патрубок 13 радиально продолжается от вращательного вала 12 в радиальном направлении вертикального барабана 11. Высота установки каждого патрубка 13 задана в верхнем положении высоты внутреннего цилиндра 22 вертикального барабана 11, и соленая вода распыляется в направлении верхнего участка внутренней периферийной поверхности внутреннего цилиндра 22 (смотри Фиг. 6). Давление воды при распылении соленой воды через распылительное отверстие 13a составляет, например, около 0,01 MПа. Кроме того, вместо патрубка 13 может быть использована распылительная форсунка или т.п.
В этом случае давление распыления может быть установлено, например, от 0,2 до 0,5 MПа.
Кронштейн 14 установлен так, чтобы быть симметричным относительно вращательного вала 12. В настоящем варианте выполнения количество кронштейнов 14 равно двум. Нож 15, установленный на концевом участке каждого кронштейна 14, выполнен из нержавеющего стального листового материала, имеющего длину по существу равную общей длине (общей высоте) внутреннего цилиндра 22, и на концевой поверхности, обращенной к внутреннему цилиндру 22, образовано множество зубцов 15a.
Далее будет описана работа машины 10 для производства льда, имеющей вышеуказанную конфигурацию, и системы производства льда. При запуске морозильной машины в вертикальный барабан 11 подается хладоноситель для установления температуры внутренней периферийной поверхности вертикального барабана 11 в диапазоне от -20°C до -25°C. Затем запускается редукторный двигатель 20 для подачи соленой воды во вращательный вал 12 через вращательное соединение 21, а также для вращения вращательного вала 12 вокруг материальной оси. Скорость вращения вращательного вала 12 установлена в диапазоне от 2 до 4 об/мин. Кроме того, в случае использования распылительной форсунки вместо патрубка 13 скорость вращения вращательного вала 12 установлена в диапазоне от 10 до 15 об/мин.
Соленая вода, распыляемая на внутреннюю периферийную поверхность вертикального барабана 11 через патрубок 13, вращающийся вместе с вращательным валом 12, мгновенное замерзает при вступлении в контакт с внутренней периферийной поверхностью вертикального барабана 11. Лед, образуемый на внутренней периферийной поверхности вертикального барабана 11, соскребается ножом 15, вращающимся вместе с кронштейном 14. Соскребаемый лед падает через выпускное отверстие 16. Лед, выпавший через выпускное отверстие 16, хранится в резервуаре 34 для хранения льда, расположенном прямо под машиной 10 для производства льда, и используется для сохранения свежести свежих морепродуктов.
При этом соленая вода, которая не превратилась в лед, и стекла вниз по внутренней периферийной поверхности вертикального барабана 11, хранится в резервуаре 30 для хранения соленой воды и снова подается во вращательное соединение 21 через трубку 32 при запуске насоса 31 (смотри Фиг. 6). Кроме того, в случае уменьшения соленой воды в резервуаре 30 для хранения соленой воды соленая вода, хранящаяся в резервуаре 33 с соленой водой, подается в резервуар 30 для хранения соленой воды.
<Охлаждающий материал>
Настоящее изобретение включает в себя охлаждающий материал для растений/животных или их частей, включающий в себя лед, который удовлетворяет следующим условиям (a)-(c) и образован из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество: (a) Температура льда после полного таяния ниже 0°C; (b) Темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния, составляет 30% или менее; (c) Температура льда находится в диапазоне от точки замерзания растений/животных или их частей до точки замерзания +0,5°C.
В качестве условий (a)-(c) для льда из охлаждающего материала в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы те же условия, что и условия (a)-(c) в описанном выше «способе производства охлажденного изделия из растений/животных или их частей» в соответствии с настоящим изобретением. В дополнение в качестве целевого объекта охлаждения охлаждающим материалом может быть использован тот же целевой объект охлаждения, что и в «способе производства охлажденного изделия из растений/животных или их частей» в соответствии с настоящим изобретением.
Охлаждающий материал в соответствии с настоящим изобретением может включать в себя компонент, отличный от описанного выше льда, и, например, охлаждающий материал может быть образован из смеси льда и воды, включающей в себя воду в дополнение к описанному выше льду. Например, в случае, когда в охлаждающий материал дополнительно включена вода, включающая в себя такое же растворенное вещество, как растворенное вещество, включенное в лед, предпочтительно, чтобы концентрация растворенного вещества во льду и концентрация растворенного вещества в воде были близки друг к другу. В дополнение в случае выполнения охлаждения в состоянии смеси льда и воды вода может быть образована при таянии льда или может быть приготовлена отдельно, но предпочтительно вода представляет собой воду, образованную при таянии льда.
В частности, в случае образования охлаждающего материала в соответствии с настоящим изобретением из смеси льда и воды, отношение концентрации растворенного вещества во льду к концентрации растворенного вещества в воде более предпочтительно составляет от 75:25 до 20:80, еще более предпочтительно от 70:30 до 30:70, еще более предпочтительно от 60:40 до 40:60, еще более предпочтительно от 55:45 до 45:55, особенно предпочтительно от 52:48 до 48:52, и наиболее предпочтительно 50:50. В частности, в случае использования поваренной соли в качестве растворенного вещества предпочтительно, чтобы отношение концентрации растворенного вещества во льду к концентрации растворенного вещества в воде находилось в вышеуказанном диапазоне.
Охлаждающий материал в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно включать в себя или может не включать в себя твердое вещество, имеющее более высокую теплопроводность, чем описанный выше лед в соответствии с настоящим изобретением, но предпочтительно, чтобы он дополнительно включал в себя твердое вещество. При использовании твердого вещества, имеющего высокую теплопроводность, можно добиться охлаждения целевого объекта охлаждения (растений/животных или их частей) за короткое время, но в этом случае само твердое вещество также теряет энергию холода за короткое время, и его температура, вероятно, будет увеличиваться, и, следовательно, твердое вещество не подходит для долгосрочного охлаждения. При этом целесообразно не использовать твердое вещество, имеющее высокую теплопроводность для долгосрочного охлаждения, но нецелесообразно не использовать твердое вещество для краткосрочного охлаждения целевого объекта охлаждения. Однако лед в соответствии с настоящим изобретением имеет высокую охлаждающую способность, как описано выше, и следовательно, полезен с точки зрения того, что также возможно долгосрочное охлаждение при достижении способности краткосрочного охлаждения за счет твердого вещества, имеющего высокую теплопроводность. Примеры твердого вещества, имеющего более высокую теплопроводность, чем лед в соответствии с настоящим изобретением, могут включать в себя металлы (алюминий, серебро, медь, золото дюралюминий, сурьма, кадмий, цинк, олово, висмут, вольфрам, титан, железо, свинец, никель, платина, магний, молибден, цирконий, бериллий, индий, ниобий, хром, кобальт, иридий и палладий), сплавы (сталь (углеродистая сталь, хромистая сталь, никелевая сталь, хромоникелевая сталь, кремнистая сталь, вольфрамовая сталь, марганцевая сталь и т.п.), хромоникелевый сплав, алюминиевая бронза, пушечный металл, латунь, манганин, нейзильбер, константан, припой, алюмель, хромель, монель-металл, платино-иридий и т.п.), кремний, углерод, керамику (алюмооксидная керамика, форстеритовая керамика, стеатитовая керамика и т.п.), мрамор кирпич (магнезитовый кирпич, муллитокорундовый кирпич и т.п.), которые имеют более высокую теплопроводность, чем лед в соответствии с настоящим изобретением. Среди них особенно предпочтительно использовать серебро, золото и алюминий. В дополнение в качестве твердого вещества, имеющего более высокую теплопроводность, чем лед в соответствии с настоящим изобретением, твердое вещество, имеющее теплопроводность 2,3 Вт/м⋅К или более (3 Вт/м⋅К или более, 5 Вт/м⋅К или более, 8 Вт/м⋅К или более или т.п.), является предпочтительным, твердое вещество, имеющее теплопроводность 10 Вт/м⋅К или более (20 Вт/м⋅К или более, 30 Вт/м⋅К или более, 40 Вт/м⋅К или более или т.п.), является более предпочтительным, твердое вещество, имеющее теплопроводность 50 Вт/м⋅К или более (60 Вт/м⋅К или более, 75 Вт/м⋅К или более, 90 Вт/м⋅К или более или т.п.), является еще более предпочтительным, твердое вещество, имеющее теплопроводность 100 Вт/м⋅К или более (125 Вт/м⋅К или более, 150 Вт/м⋅К или более, 175 Вт/м⋅К или более или т.п.), является еще более предпочтительным, твердое вещество, имеющее теплопроводность 200 Вт/м⋅К или более (250 Вт/м⋅К или более, 300 Вт/м⋅К или более, 350 Вт/м⋅К или более или т.п.), является еще более предпочтительным, твердое вещество, имеющее теплопроводность 200 Вт/м⋅К или более, является еще более предпочтительным, и твердое вещество, имеющее теплопроводность 400 Вт/м⋅К или более (410 Вт/м⋅К или более или т.п.), является особенно предпочтительным.
В случае, когда охлаждающий материал в соответствии с настоящим изобретением включает в себя твердое вещество, имеющее более высокую теплопроводность, чем описанный выше лед в соответствии с настоящим изобретением, охлаждающий материал подходит для долгосрочного охлаждения, даже когда он включает в себя большое количество твердого вещества, как описано выше, и, например, отношение массы твердого вещества, имеющего более высокую теплопроводность, чем лед в соответствии с настоящим изобретением, к массе льда в соответствии с настоящим изобретением, включенного в охлаждающий материал (или общей массе льда в соответствии с настоящим изобретением, включенного в охлаждающий материал, и жидкости, которая включает в себя водный раствор) может составлять 1/100000 или более (1/50000 или более, 1/10000 или более, 1/5000 или более, 1/1000 или более, 1/500 или более, 1/100 или более, 1/50 или более, 1/10 или более, 1/5 или более, 1/4 или более, 1/3 или более, 1/2 или более и т.п.).
Твердое вещество в соответствии с настоящим изобретением может иметь любую форму, но предпочтительно имеет форму частиц. В дополнение твердое вещество может быть включено внутри льда в соответствии с настоящим изобретением или снаружи льда, но охлаждающая способность выше, когда твердое вещество включено снаружи льда, поскольку твердое вещество может вступать в непосредственный контакт с целевым объектом охлаждения. По этой причине предпочтительно, чтобы твердое вещество было включено снаружи льда. В дополнение в случае, когда охлаждающий материал в соответствии с настоящим изобретением включает в себя описанное выше твердое вещество, лед может быть получен способом производства льда в соответствии с настоящим изобретением и затем смешан с твердым веществом, или лед может быть получен в состоянии, в котором твердое вещество предварительно смешано с водой, служащей сырьем для льда.
В дополнение в описанном выше способе производства охлажденного изделия в соответствии с настоящим изобретением может использоваться или может не использоваться твердое вещество, имеющее более высокую теплопроводность, чем лед в соответствии с настоящим изобретением, но предпочтительно, чтобы твердое вещество использовалось. В случае использования твердого вещества предпочтительно выполнять охлаждение так, чтобы на этапе охлаждения в описанном выше способе производства охлажденного изделия в соответствии с настоящим изобретением твердое вещество, имеющее более высокую теплопроводность, чем лед, было расположено между льдом и растениями/животными или их частями. В связи с этим возможно долгосрочное охлаждение при достижении способности краткосрочного охлаждения за счет твердого вещества, имеющего высокую теплопроводность. В таком случае в зависимости от цели между каждыми двумя изо льда, твердого вещества, имеющего более высокую теплопроводность, чем лед, и растений/животных или их частей может быть расположено другое вещество. Например, в случае, когда предпочтительно, чтобы твердое вещество не вступало в контакт с растениями/животными или их частями с точки зрения безопасности, охлаждение может выполняться так, чтобы лед и либо смесь твердого вещества и льда, либо растения/животные или их части были помещены в пакет, и, следовательно, твердое вещество и растения/животные или их части не вступали в непосредственный контакт друг с другом.
[Примеры]
При использовании описанной выше машины 10 для производства льда был получен лед (далее называемый «льдом в соответствии с Примером 4») из водного раствора, включающего в себя поваренную соль (концентрация: 1%) в качестве растворенного вещества. Лед в соответствии с этим Примером имел (a) температуру после полного таяния ниже 0°C, и (b) темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образованном из льда в процессе таяния, составлял 30% или менее. Часть этого льда в соответствии с Примером 4 растаяла, и была получена смесь льда и воды в соответствии с Примером 4. Охлажденное изделие было получено путем охлаждения морской рыбы с использованием этой смеси льда и воды в соответствии с Примером 4. В это время температура льда в соответствии с Примером 4 была отрегулирована до -1°C. Такая температура представляет собой температуру в диапазоне (c) от точки замерзания морской рыбы до точки замерзания +0,5°C.
В качестве сравнительного примера был приготовлен дробленый лед, полученный путем заморозки пресной воды и измельчения льда, и часть дробленого льда растаяла, и была получена смесь дробленого льда и воды. Охлажденное изделие из морской рыбы было получено путем использования смеси дробленого льда и воды.
В результате произошло снижение качества охлажденного изделия из морской рыбы, полученного с использованием дробленого льда (вытекание крови и т.п., а также ухудшение свежести), но не произошло снижения качества охлажденного изделия из морской рыбы, полученного с использованием льда в соответствии с Примером 4, а также сохранилась надлежащая свежесть. На основе этого факта было обнаружено, что охлаждение может выполняться при низкой температуре с непрерывной реализацией изотоничности.
В дополнение в отношении охлажденных изделий, полученных с использованием льда в соответствии с Примером 4 и дробленого льда, была измерена динамика температуры морской рыбы во время производства. Результаты проиллюстрированы на Фиг. 7. На Фиг. 7 вертикальная ось показывает температуру, в горизонтальная ось показывает время.
Как проиллюстрировано на Фиг. 7, охлажденное изделие с использованием дробленого льда даже не достигло 0°C, а охлажденное изделие с использованием льда в соответствии с Примером достигло температуры ниже 0°C, и температура непрерывно поддерживалась. Кроме того, морская рыба не замерзла, даже когда она достигла температуры ниже 0°C, поскольку температура была не ниже точки замерзания морской рыбы. На основе этих фактов было обнаружено, что с использованием льда в соответствии с Примером можно поддерживать растения/животных или их части в незамерзающем состоянии, но при достаточно низкой температуре.
[Объяснение ссылочных позиций]
10: Машина для производства льда, 11: Вертикальный барабан, 12: Вращательный вал, 12a: Вертикальное отверстие, 13: Патрубок, 13a: Распылительное отверстие, 14: Кронштейн, 15: Нож, 15a: Зубец, 16: Выпускное отверстие, 17: Верхний опорный элемент, 19: Защитный кожух, 20: Редукторный двигатель, 21: Вращательное соединение, 22: Внутренний цилиндр, 23: Внешний цилиндр, 28: Втулка, 30: Резервуар для хранения соленой воды, 31: Насос, 32 и 35: Трубки, 33: Резервуар с соленой водой, и 34: Резервуар для хранения льда
Далее будут описаны соответствующие аспекты способа производства льда, используемого в настоящем изобретении.
[Способ производства льда]
Лед в соответствии с настоящим изобретением может быть получен способом производства, который представляет собой способ производства льда, который включает в себя лед из водного раствора (соленой воды), включающего в себя поваренную соль, и включает в себя этап, на котором образуют лед из жидкости, которая включает в себя водный раствор, на стеночной поверхности, поддерживаемой при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания водного раствора, путем распыления жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя поваренную соль, на стеночную поверхность, и этап, на котором собирают лед, образованный на стеночной поверхности.
(Этап образования льда)
Настоящее изобретение представляет собой способ производства льда из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя поваренную соль, причем способ включает в себя этап, на котором образуют лед из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество, на стеночной поверхности, поддерживаемой при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания водного раствора, путем распыления жидкости, которая включает в себя водный раствор, на стеночную поверхность, и этап, на котором собирают лед, образованный на стеночной поверхности.
В известном уровне техники при охлаждении снаружи жидкости, которая включает в себя водный раствор и находится в состоянии, в котором она собрана в контейнере, невозможно получить лед в соответствии с настоящим изобретением. Считается, что это связано с тем, что скорость охлаждения является недостаточной. Однако в способе производства льда в соответствии с настоящим изобретением возможно быстрое охлаждение, которое не было реализовано в известном уровне техники, поскольку туманообразный водный раствор вступает в непосредственный контакт со стеночной поверхностью, поддерживаемой при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания водного раствора, за счет распыления жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя поваренную соль. Считается, что в соответствии с настоящим изобретением может быть образован лед, который удовлетворяет условиям (a) и (b) и имеет высокую способность мгновенной заморозки.
Примеры стеночной поверхности могут включать в себя внутреннюю стенку цилиндрической конструкции, например, вертикального барабана 11, показанного на Фиг. 8, которая будет описана позже, но стеночная поверхность особо не ограничена при условии, что она представляет собой стеночную поверхность, которая может поддерживаться при температуре равной или меньшей, чем точка затвердевания водного раствора. Температура стеночной поверхности особо не ограничена при условии, что она поддерживается на уровне температуры равной или меньшей, чем точка затвердевания водного раствора, но предпочтительно, чтобы температура поддерживалась на уровне температуры ниже на 1°C или более (температура ниже на 2°C или более, температура ниже на 3°C или более, температура ниже на 4°C или более, температура ниже на 5°C или более, температура ниже на 6°C или более, температура ниже на 7°C или более, температура ниже на 8°C или более, температура ниже на 9°C или более, температура ниже на 10°C или более, температура ниже на 11°C или более, температура ниже на 12°C или более, температура ниже на 13°C или более, температура ниже на 14°C или более, температура ниже на 15°C или более, температура ниже на 16°C или более, температура ниже на 17°C или более, температура ниже на 18°C или более, температура ниже на 19°C или более, температура ниже на 20°C или более, температура ниже на 21°C или более, температура ниже на 22°C или более, температура ниже на 23°C или более, температура ниже на 24°C или более, температура ниже на 25°C или более и т.п.), чем точка затвердевания водного раствора, с точки зрения возможности производства льда, который удовлетворяет условиям (a) и (b) и имеет высокую чистоту льда.
Способ распыления особо не ограничен, и жидкость может быть распылена, например, путем распыления с помощью средства распыления, имеющего распылительное отверстие в виде патрубка 13, показанного на Фиг. 8, которая будет описана позже. В этом случае давление воды во время распыления может составлять, например, 0,001 MПа или более (0,002 MПа или более, 0,005 MПа или более, 0,01 MПа или более, 0,05 MПа или более, 0,1 MПа или более, 0,2 MПа или более и т.п.) или 1 MПа или менее (0,8 MПа или менее, 0,7 MПа или менее, 0,6 MПа или менее, 0,5 MПа или менее, 0,3 MПа или менее, 0,1 MПа или менее, 0,05 MПа или менее, 0,01 MПа или менее и т.п.).
В дополнение, как проиллюстрировано на Фиг. 8, которая будет описана позже, распыление жидкости может выполняться путем непрерывного распыления, при котором на центральной оси вертикального барабана 11 обеспечено средство вращения, например, вращательный вал 12, и распыление происходит во время вращения средства вращения.
(Этап сбора)
Настоящее изобретение включает в себя этап сбора льда, образованного на стеночной поверхности после описанного выше этапа образования льда.
Способ сбора особо не ограничен, и, например, лед на стеночной поверхности может соскребаться с использованием специального средства, например, ножа 15, и падающий лед может собираться, как проиллюстрировано на Фиг. 9, которая будет описана позже.
В дополнение при образовании льда выделяется теплота, и существует вероятность, что фактическая температура завершения таяния зависит от того, что лед подвергается воздействию этой теплоты, выделяемой при образовании льда. Таким образом, считается, что температура завершения таяния зависит не только от вида и концентрации растворенного вещества, но и от теплоты, выделяемой при образовании льда. По этой причине фактическая температура завершения таяния может регулироваться путем регулировки количества теплоты, выделяемой при образовании льда, оставшейся на льду. Регулировка теплоты, выделяемой при образовании льда, может выполняться путем регулировки времени выдержки льда на стеночной поверхности на этапе сбора.
Далее варианты выполнения машины для производства льда и системы производства льда, используемых в описанном выше способе производства льда, будут описаны со ссылкой на сопровождающие чертежи в целях понимания настоящего изобретения.
[Машина для производства льда и система производства льда]
На Фиг. 8 проиллюстрирован вид в перспективе в частичном разрезе машины 10 для производства льда, используемой в способе производства замороженных свежих растений/животных или их частей в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения, а на Фиг. 9 проиллюстрирована система производства льда, включающая в себя машину 10 для производства льда. Кроме того, в следующем примере машины для производства льда в качестве растворенного вещества используется поваренная соль. Машина 10 для производства льда включает в себя вертикальный барабан 11, внутренняя периферийная поверхность которого охлаждается хладоносителем, и вращательный вал 12, который вращается редукторным двигателем 20, расположен на центральной оси вертикального барабана 11. К вращательному валу 12 прикреплено множество патрубков 13, которые вращаются вместе с вращательным валом 12 и имеют распылительное отверстие 13a для распыления соленой воды на внутреннюю периферийную поверхность вертикального барабана 11 на концевом участке, и кронштейн 14, который продолжается в радиальном направлении вертикального барабана 11 и вращается вместе с вращательным валом 12. На концевом участке кронштейна 14 установлен нож 15 для соскабливания льда, образованного на внутренней периферийной поверхности вертикального барабана 11.
Вертикальный барабан 11 имеет внутренний цилиндр 22, имеющий внутреннюю периферийную поверхность, на которой образуется лед, и внешний цилиндр 23, окружающий внутренний цилиндр 22. Внутренний цилиндр 22 и внешний цилиндр 23 выполнены из стали, и между внутренним цилиндром 22 и внешним цилиндром 23 обеспечен зазор. В зазор по трубке 35 подается хладоноситель из морозильной машины (не проиллюстрирована). Кроме того, внешняя периферийная поверхность вертикального барабана 11 покрыта цилиндрическим защитным кожухом 19.
Верхняя поверхность вертикального барабана 11 уплотнена верхним опорным элементом 17, имеющим форму перевернутой чаши. В центральном участке верхнего опорного элемента 17 установлена втулка 28 для поддержания вращательного вала 12. Вращательный вал 12 поддерживается только верхним опорным элементом 17, и нижний концевой участок вращательного вала 12 не поддерживается с возможностью вращения. По этой причине при падении льда, соскребаемого ножом 15, в нижнем положении вертикального барабана 11 отсутствует препятствие, и нижняя поверхность вертикального барабана 11 служит в качестве выпускного отверстия 16 для выпуска льда. Лед, выпавший через выпускное отверстие 16, хранится в резервуаре 34 для хранения льда, расположенном прямо под машиной 10 для производства льда (смотри Фиг. 9).
Вращательный вал 12 вращается вокруг материальной оси редукторным двигателем 20, установленным над верхним опорным элементом 17. В верхнем участке вращательного вала 12 образовано вертикальное отверстие 12a, которое продолжается в направлении материальной оси и сообщается с каждым патрубком 13 (смотри Фиг. 9). В дополнение к верхнему участку вращательного вала 12 прикреплено вращательное соединение 21. Соленая вода, являющаяся сырьем для льда, подается из резервуара 30 для хранения соленой воды во вращательное соединение 21 через трубку 32 (смотри Фиг. 9). Соленая вода, подаваемая во вращательное соединение 21, подается из вращательного соединения 21 в вертикальное отверстие 12a, образованное во вращательном валу 12, и подается из вертикального отверстия 12a в каждый патрубок 13.
Патрубок 13 радиально продолжается от вращательного вала 12 в радиальном направлении вертикального барабана 11. Высота установки каждого патрубка 13 задана в верхнем положении высоты внутреннего цилиндра 22 вертикального барабана 11, и соленая вода распыляется в направлении верхнего участка внутренней периферийной поверхности внутреннего цилиндра 22 (смотри Фиг. 8). Давление воды при распылении соленой воды через распылительное отверстие 13a составляет, например, около 0,01 MПа. Кроме того, вместо патрубка 13 может быть использована распылительная форсунка или т.п.
В этом случае давление распыления может быть установлено, например, от 0,2 до 0,5 MПа.
Кронштейн 14 установлен так, чтобы быть симметричным относительно вращательного вала 12. В настоящем варианте выполнения количество кронштейнов 14 равно двум. Нож 15, установленный на концевом участке каждого кронштейна 14, выполнен из нержавеющего стального листового материала, имеющего длину по существу равную общей длине (общей высоте) внутреннего цилиндра 22, и на концевой поверхности, обращенной к внутреннему цилиндру 22, образовано множество зубцов 15a.
Далее будет описана работа машины 10 для производства льда, имеющей вышеуказанную конфигурацию, и системы производства льда. При запуске морозильной машины в вертикальный барабан 11 подается хладоноситель для установления температуры внутренней периферийной поверхности вертикального барабана 11 в диапазоне от -20°C до -25°C. Далее запускается редукторный двигатель 20 для подачи соленой воды во вращательный вал 12 через вращательное соединение 21, а также для вращения вращательного вала 12 вокруг материальной оси. Скорость вращения вращательного вала 12 установлена в диапазоне от 2 до 4 об/мин. Кроме того, в случае использования распылительной форсунки вместо патрубка 13 скорость вращения вращательного вала 12 установлена в диапазоне от 10 до 15 об/мин.
Соленая вода, распыляемая на внутреннюю периферийную поверхность вертикального барабана 11 через патрубок 13, вращающийся вместе с вращательным валом 12, мгновенное замерзает при вступлении в контакт с внутренней периферийной поверхностью вертикального барабана 11. Лед, образуемый на внутренней периферийной поверхности вертикального барабана 11, соскребается ножом 15, вращающимся вместе с кронштейном 14. Соскребаемый лед падает через выпускное отверстие 16. Лед, выпавший через выпускное отверстие 16, хранится в резервуаре 34 для хранения льда, расположенном прямо под машиной 10 для производства льда, и используется для сохранения свежести свежих растений/животных.
При этом соленая вода, которая не превратилась в лед, и стекла вниз по внутренней периферийной поверхности вертикального барабана 11, хранится в резервуаре 30 для хранения соленой воды и снова подается во вращательное соединение 21 через трубку 32 при запуске насоса 31 (смотри Фиг. 9). Кроме того, в случае уменьшения соленой воды в резервуаре 30 для хранения соленой воды соленая вода, хранящаяся в резервуаре 33 с соленой водой, подается в резервуар 30 для хранения соленой воды.
[Способ производства замороженного свежего растения/животного или его части]
Ниже будет описана процедура способа производства замороженных свежих растений/животных или их частей в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
(1) Получают ледяную суспензию (щербетоподобный лед) путем смешивания льда, образованного путем заморозки соленой воды, имеющей концентрацию соли от 13,6% до 23,1%, с использованием машины 10 для производства льда, и соленой воды, имеющей концентрацию соли от 13,6% до 23,1%. Температура полученной таким образом ледяной суспензии находится в диапазоне от -9,8°C до -21,2°C, но размер кристаллов льда, образуемых в свежих растениях/животных или их частях, может уменьшаться по мере снижения температуры. Температура соленой воды, смешиваемой с полученным льдом, равна комнатной температуре или температуре ниже комнатной температуры. Кроме того, чем ниже температура соленой воды, тем выше эффективность производства льда. В дополнение предпочтительно, чтобы концентрация соли во льду и концентрация соли в соленой воде, подлежащих смешиванию, были примерно одинаковыми (разница концентраций: несколько процентов), и чтобы отношение масс между льдом и соленой водой, подлежащими смешиванию, было установлено следующим образом лед:соленая вода=от 75:25 до 20:80 и предпочтительно лед:соленая вода=от 60:40 до 50:50.
(2) Погружают свежие растения/животных или их части в полученную таким образом ледяную суспензию и мгновенно замораживают. Время погружения варьируется в зависимости от вида свежих растений/животных, и оно составляет, например, от около 1 минуты до около 1 часа. Поверхность свежих растений/животных или их частей, погруженная в ледяную суспензию, мгновенно замерзает.
(3) Извлекают мгновенно замороженные свежие растения/животных или их части из ледяной суспензии. После этого извлеченные свежие растения/животных или их части подвергают криоконсервации при температуре равной или меньшей, чем температура (от -9,8°C до -21,2°C) во время мгновенной заморозки, и транспортируют в криоконсервированном состоянии.
[Способ разморозки мгновенно замороженного свежего растения/животного или его части]
Время разморозки варьируется в зависимости от вида свежих растений/животных, и, например, составляет от около 1 часа до около 2 часов в случае разморозки мгновенно замороженных свежих растений/животных или их частей путем естественной разморозки. Это позволяет получить почти такой же вкус и структуру, как у свежих морепродуктов.
[Размороженное изделие или обработанное изделие из него]
Настоящее изобретение включает в себя размороженное изделие, полученное путем разморозки замороженных свежих растений/животных или их частей, полученных описанным выше способом, или обработанное изделие из него.
Замороженные свежие растения/животные или их части, полученные описанным выше способом, мгновенно заморожены, и, следовательно, повреждение тканей размороженного изделия является незначительным (например, имеется особенность, заключающаяся в том, что повреждение внешней поверхности и т.п. является незначительным). По этой причине в соответствии с настоящим изобретением можно обеспечить новое размороженное изделие или обработанное изделие из него, которое имеет меньшее повреждение тканей, чем традиционное размороженное изделие или обработанное изделие из него.
Обработанное изделие особо не ограничено при условии, что оно представляет собой обработанное изделие из размороженного изделия, и оно может представлять собой, например, приготовленное изделие, например, изделие, приготовленное на гриле, или разделанное изделие.
[Замораживающий материал для свежего растения/животного или его части]
Настоящее изобретение включает в себя замораживающий материал для свежих растений/животных или их частей, включающий в себя лед, который удовлетворяет следующим условиям (a) и (b) и образован из жидкости, которая включает в себя водный раствор, включающий в себя растворенное вещество: (a) Температура льда после полного таяния ниже -5°C; (b) Темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния, составляет 30% или менее.
В качестве условий (a) и (b) для льда в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы те же условия, что и условия (a) и (b) для льда в описанном выше способе производства замороженных свежих растений/животных или их частей. В дополнение растворенное вещество не ограничивается поваренной солью, особо не ограничено при условии, что оно представляет собой растворенное вещество, для которого в качестве растворителя используется вода, и может быть соответственно выбрано в зависимости от необходимой точки затвердевания, области применения льда и т.п.
В дополнение в качестве целевого объекта заморозки замораживающим материалом могут быть использованы такие же свежие растения/животные или их части, как и в описанном выше способе производства замороженных свежих растений/животных или их частей.
В дополнение замораживающий материал в соответствии с настоящим изобретением может представлять собой ледяную суспензию из льда, образованного путем заморозки соленой воды, имеющей концентрацию соли от 13,6% до 23,1%, и соленой воды, имеющей концентрацию соли от 13,6% до 23,1%, как описано выше.
В случае, когда замораживающий материал в соответствии с настоящим изобретением включает в себя твердое вещество, имеющее более высокую теплопроводность, чем описанный выше лед в соответствии с настоящим изобретением, замораживающий материал подходит для долгосрочной мгновенной заморозки, даже когда он включает в себя большое количество твердого вещества, как описано выше, и, например, отношение массы твердого вещества, имеющего более высокую теплопроводность, чем лед в соответствии с настоящим изобретением, к массе льда в соответствии с настоящим изобретением, включенного в замораживающий материал (или общей массе льда в соответствии с настоящим изобретением, включенного в замораживающий материал, и жидкости, которая включает в себя водный раствор) может составлять 1/100000 или более (1/50000 или более, 1/10000 или более, 1/5000 или более, 1/1000 или более, 1/500 или более, 1/100 или более, 1/50 или более, 1/10 или более, 1/5 или более, 1/4 или более, 1/3 или более, 1/2 или более и т.п.).
В дополнение твердое вещество в замораживающим материале в соответствии с настоящим изобретением может быть включено внутри льда в соответствии с настоящим изобретением или снаружи льда, но способность мгновенной заморозки выше, когда твердое вещество включено снаружи льда, поскольку твердое вещество может вступать в непосредственный контакт с целевым объектом мгновенной заморозки. По этой причине предпочтительно, чтобы твердое вещество было включено снаружи льда. В дополнение в случае, когда замораживающий материал в соответствии с настоящим изобретением включает в себя описанное выше твердое вещество, лед может быть получен способом производства льда в соответствии с настоящим изобретением и затем смешан с твердым веществом, или лед может быть получен в состоянии, в котором твердое вещество предварительно смешано с водой, служащей сырьем для льда.
Выше описаны варианты выполнения настоящего изобретения, но настоящее изобретение никоим образом не ограничено конфигурациями, описанными в вышеуказанных вариантах выполнения, и настоящее изобретение также включает в себя другие варианты выполнения и модификации, которые считаются попадающими в объем охраны изобретения, описанный в формуле изобретения. Например, в вышеописанных вариантах выполнения в качестве машины для производства льда используется машина для производства льда барабанного типа, но настоящее изобретение не ограничивается этим, и может быть использована машина для производства льда другого типа.
[Примеры]
<Пример 5>
Для получения льда была приготовлена соленая вода, имеющая концентрацию соли 23,1%, и эта вода была заморожена с использованием описанной выше машины 10 для производства льда. Лед имел (a) температуру после полного таяния ниже -5°C. В дополнение концентрация солевого раствора в водном растворе в процессе таяния была приблизительно постоянной, то есть (b) темп изменения концентрации растворенного вещества в водном растворе, образуемом из льда в процессе таяния, составлял 30% или менее. В процессе таяния этого льда была получена соленая вода, имеющая концентрацию соли 23,1%, и из этого льда и соленой воды, имеющей концентрацию соли от 13,6% до 23,1% была получена ледяная суспензия.
Свежие морепродукты были мгновенно заморожены путем погружения свежих морепродуктов в ледяную суспензию. После разморозки мгновенно замороженные свежие морепродукты были испробованы на вкус и были очень вкусными. На основе этого факта было обнаружено, что можно получить охлажденные морепродукты более высокого качества по сравнению с полученными с использованием традиционной солесодержащей ледяной суспензии без ухудшения свежести и вкуса.
<Пример 6>
Лед (далее называемый «льдом (раствор: насыщенный солевой раствор») в соответствии с Примером 6) из водного раствора (насыщенного солевого раствора), включающего в себя поваренную соль в качестве растворенного вещества в количестве 23,1%, был получен таким же образом, как в Примере 5, с использованием описанной выше машины 10 для производства льда. В дополнение был приготовлен лед, в котором в лед (раствор: насыщенный солевой раствор) в соответствии с Примером 6 была добавлена медь, и он был использован в качестве льда (раствор: насыщенный солевой раствор +CU) в соответствии с Примером 6. Кроме того, был приготовлен насыщенный солевой раствор (водный раствор при температуре -20°C), который не был заморожен.
Рыба охлаждалась с использованием льда (раствор: насыщенный солевой раствор) в соответствии с Примером 6, льда (раствор: насыщенный солевой раствор +CU) в соответствии с Примером 6 и насыщенного солевого раствора (водного раствора при температуре -20°C) для заморозки, и была измерена динамика температуры в толще тушки рыбы. Результаты проиллюстрированы на Фиг. 10. На Фиг. 10 вертикальная ось показывает температуру (°C), а горизонтальная ось показывает время (минута).
Как проиллюстрировано на Фиг. 10, было обнаружено, что лед (раствор: насыщенный солевой раствор +CU) в соответствии с Примером 6 имеет более высокую охлаждающую способность в отношении рыбы, чем лед (раствор: насыщенный солевой раствор) в соответствии с Примером 6. На основе этого результата было обнаружено, что способность мгновенной заморозки повышается при дополнительном добавлении твердого вещества, имеющего более высокую теплопроводность, чем лед, например, меди.
[Объяснение ссылочных позиций]
10: Машина для производства льда, 11: Вертикальный барабан, 12: Вращательный вал, 12a: Вертикальное отверстие, 13: Патрубок, 13a: Распылительное отверстие, 14: Кронштейн, 15: Нож, 15a: Зубец, 16: Выпускное отверстие, 17: Верхний опорный элемент, 19: Защитный кожух, 20: Редукторный двигатель, 21: Вращательное соединение, 22: Внутренний цилиндр, 23: Внешний цилиндр, 28: Втулка, 30: Резервуар для хранения соленой воды, 31: Насос, 32 и 35: Трубки, 33: Резервуар с соленой водой, и 34: Резервуар для хранения льда.