JP7370555B2 - Ice slurry production equipment and refrigeration system - Google Patents
Ice slurry production equipment and refrigeration system Download PDFInfo
- Publication number
- JP7370555B2 JP7370555B2 JP2018101597A JP2018101597A JP7370555B2 JP 7370555 B2 JP7370555 B2 JP 7370555B2 JP 2018101597 A JP2018101597 A JP 2018101597A JP 2018101597 A JP2018101597 A JP 2018101597A JP 7370555 B2 JP7370555 B2 JP 7370555B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ice
- ice slurry
- brine
- slurry
- flake
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims description 333
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 96
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 title claims description 40
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims description 124
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 124
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 93
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 93
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 93
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 68
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 60
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 31
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 31
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 30
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 25
- 239000000047 product Substances 0.000 description 25
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 24
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 19
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 19
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 16
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 12
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 8
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 8
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 7
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 7
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- 235000014102 seafood Nutrition 0.000 description 4
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 3
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000000825 pharmaceutical preparation Substances 0.000 description 1
- 229940127557 pharmaceutical product Drugs 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23B—PRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
- A23B2/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general
- A23B2/80—Freezing; Subsequent thawing; Cooling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
- F25C1/00—Producing ice
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
- F25C1/00—Producing ice
- F25C1/12—Producing ice by freezing water on cooled surfaces, e.g. to form slabs
- F25C1/14—Producing ice by freezing water on cooled surfaces, e.g. to form slabs to form thin sheets which are removed by scraping or wedging, e.g. in the form of flakes
- F25C1/145—Producing ice by freezing water on cooled surfaces, e.g. to form slabs to form thin sheets which are removed by scraping or wedging, e.g. in the form of flakes from the inner walls of cooled bodies
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D13/00—Stationary devices, e.g. cold-rooms
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Freezing, Cooling And Drying Of Foods (AREA)
Description
本発明は、生鮮海産物等の魚介類や各種の精肉その他の食品等、さらに冷凍して保管乃至輸送される食品等といった被冷凍品を冷凍するための氷スラリーを製造するための氷スラリー製造装置及び冷凍システムに関する。 The present invention is an ice slurry production device for producing ice slurry for freezing products to be frozen, such as seafood such as fresh seafood, various meats, and other foods, as well as foods that are frozen and stored or transported. and refrigeration systems.
食品を加工する工程において、食品を冷却する方法や装置が種々提供されている。例えば、特許文献1には、屠体を連続的に吊り下げるチェーンコンベアと、このチェーンコンベアの下方に配置され、氷スラリーを貯留したチラータンクと、このチラータンクの上流側で食鳥屠体の内部に氷スラリーを充填するノズルとを備えた食鳥屠体の冷却装置が記載されている。
In the process of processing food, various methods and devices for cooling the food are provided. For example,
チラータンクに貯留される氷スラリーは、氷蓄熱槽で製造され、配管を通って供給される。チラータンク内の氷スラリーは、チラータンクからオーバーフロー水として流出され、さらに循環使用が可能とされている。チェーンコンベアによってチラータンクの上流端まで搬送されてきた屠体の内部には、ノズルから氷スラリーが充填される。これによって屠体は、内部から冷却される。 The ice slurry stored in the chiller tank is produced in an ice storage tank and is supplied through piping. The ice slurry in the chiller tank is discharged from the chiller tank as overflow water and can be further recycled. The carcass is transported to the upstream end of the chiller tank by a chain conveyor, and the interior of the carcass is filled with ice slurry through a nozzle. This cools the carcass from within.
この屠体は、チェーンコンベアによって吊り下げられ、チラータンクに貯留された氷スラリー内に上流側で浸漬され、下流側で氷スラリー内から浮上して、次の切断工程に移送される。この食鳥屠体の冷却装置は、屠体を内側と外側とから冷却し、各部位の温度差をなくすことにより、冷却時間を短縮し、屠体の含水量を抑え、かつ、肉質の劣化を防止することができる。 The carcass is suspended by a chain conveyor, immersed in ice slurry stored in a chiller tank on the upstream side, floats up from the ice slurry on the downstream side, and is transferred to the next cutting process. This cooling device for poultry carcasses cools the carcass from the inside and outside, eliminating temperature differences between each part, shortening the cooling time, suppressing the moisture content of the carcass, and preventing deterioration of meat quality. can be prevented.
特許文献1に開示された食鳥屠体の冷却装置は、チラータンクに供給される氷スラリーを製造するための氷蓄熱槽を備えている。氷蓄熱槽には、2本の管路が接続されている。2本の管路には、三方弁が接続され、氷スラリーの氷充填率が調製可能とされている。しかし、氷スラリーの氷充填率を三方弁によって調整することは、効率的でない。
The poultry carcass cooling device disclosed in
本発明は、氷スラリーを効率的に製造することができるようにした氷スラリー製造装置及び冷凍システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an ice slurry production apparatus and a refrigeration system that can efficiently produce ice slurry.
本発明に係る氷スラリー製造装置は、
供給されたブラインの一部からフレークアイスを生成し、当該供給されたブラインの残部を冷却し、
生成された前記フレークアイスと冷却された前記ブラインの残部とを混合し氷スラリーを製造し、
製造した前記氷スラリーを貯留する貯氷タンクにおける前記フレークアイスの濃度を目標値に保持する制御を行う。
The ice slurry manufacturing device according to the present invention includes:
producing flake ice from a portion of the supplied brine and cooling the remainder of the supplied brine;
mixing the generated flake ice with the cooled remainder of the brine to produce an ice slurry;
Control is performed to maintain the concentration of the flake ice at a target value in an ice storage tank that stores the produced ice slurry.
本発明に係る氷スラリー製造装置において、
前記フレークアイスを生成し、前記ブラインの残部を冷却する氷スラリー原料製造部と、
前記氷スラリー原料製造部によって生成された前記フレークアイスと、当該氷スラリー原料製造部によって冷却された前記ブラインの残部とが供給され、当該フレークアイスと冷却された当該ブラインの残部とを混合した氷スラリーを貯留する貯氷タンクと、
を備える。
In the ice slurry manufacturing apparatus according to the present invention,
an ice slurry raw material production unit that generates the flake ice and cools the remainder of the brine;
The flake ice produced by the ice slurry raw material production unit and the remainder of the brine cooled by the ice slurry raw material production unit are supplied, and the ice is a mixture of the flake ice and the cooled remainder of the brine. an ice storage tank for storing slurry;
Equipped with
本発明に係る氷スラリー製造装置において、
前記貯氷タンク内の氷スラリー中のブラインを原水として前記氷スラリー原料製造部に戻すリターンパイプ、
を備える。
In the ice slurry manufacturing apparatus according to the present invention,
a return pipe that returns brine in the ice slurry in the ice storage tank to the ice slurry raw material manufacturing unit as raw water;
Equipped with
本発明に係る氷スラリー製造装置において、
前記氷スラリー原料製造部は、冷媒クリアランスを有するドラムと、前記冷媒クリアランスに内筒冷凍冷媒を供給する冷媒供給部と、
を備える。
In the ice slurry manufacturing apparatus according to the present invention,
The ice slurry raw material production unit includes a drum having a refrigerant clearance, a refrigerant supply unit that supplies an inner tube freezing refrigerant to the refrigerant clearance,
Equipped with
本発明に係る冷凍システムは、
供給されたブラインの一部からフレークアイスを生成し、供給されたブラインの残部を冷却する氷スラリー原料製造部と、
前記氷スラリー原料製造部によって生成された前記フレークアイスと冷却された前記ブラインとが供給され、前記フレークアイスと冷却された前記ブラインとを混合した氷スラリーを貯留する貯氷タンクと、
前記貯氷タンクに貯留される前記氷スラリー中の前記フレークアイスの濃度を目標値に保持する制御を行う制御部と
を備える氷スラリー製造装置と、
前記氷スラリーによって被冷凍品を冷凍する冷凍装置と、
を備える、
冷凍システムであって、
前記冷凍装置は、
氷スラリーが循環する形状であり、氷スラリーに推進力を与える少なくとも1つの推進部
を備える。
The refrigeration system according to the present invention includes:
an ice slurry raw material production unit that generates flake ice from a portion of the supplied brine and cools the remainder of the supplied brine;
an ice storage tank that is supplied with the flake ice produced by the ice slurry raw material production unit and the cooled brine and stores an ice slurry in which the flake ice and the cooled brine are mixed;
an ice slurry manufacturing apparatus comprising: a control unit that performs control to maintain a concentration of the flake ice in the ice slurry stored in the ice storage tank at a target value ;
A refrigeration device that freezes a frozen product using the ice slurry;
Equipped with
A refrigeration system,
The refrigeration device includes:
The ice slurry is shaped to circulate and includes at least one propulsion section that provides a propulsion force to the ice slurry.
本発明によれば、氷スラリーを効率的に製造することができるようにした氷スラリー製造装置及び冷凍システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an ice slurry production apparatus and a refrigeration system that can efficiently produce ice slurry.
本実施形態の冷凍装置及び冷凍システムは、生鮮海産物等の魚介類や各種の精肉その他の食品等の被冷凍品を氷スラリーによって冷凍(冷却を含む)するための装置及びシステムである。 The refrigeration device and system of this embodiment are devices and systems for freezing (including cooling) products to be frozen, such as seafood such as fresh seafood, various meats, and other foods, using ice slurry.
氷スラリーは、ハイブリッドアイス(後述する)をフレーク(剥片)状に加工したフレークアイス(固体)と、溶質を含有する水溶液(ブライン)とを所定の比率で混合させたシャーベット状の混合物で、流動性を有している。氷スラリーにフレークアイスを加えることにより、氷スラリーに含まれるフレークアイスとブラインとの構成比率を容易に調整することができる。 Ice slurry is a sherbet-like mixture of flake ice (solid) obtained by processing hybrid ice (described later) into flakes and an aqueous solution containing a solute (brine) at a predetermined ratio. It has a sexual nature. By adding flake ice to the ice slurry, the composition ratio of flake ice and brine contained in the ice slurry can be easily adjusted.
ハイブリッドアイスは、溶質を含有する水溶液(ブライン)を、溶質の濃度がほぼ均一となるように凝固させた氷である。ハイブリッドアイスは、少なくとも(a)融解完了時の温度が0℃未満、かつ、(b)融解過程で氷が融解した水溶液(ブライン)の溶質濃度の変化率(以下、「溶質濃度の変化率」と略称する場合がある)が30%以内という条件を満たし、被冷凍品を効率よく冷凍することができるという特性を有している。 Hybrid ice is ice made by solidifying an aqueous solution (brine) containing a solute so that the solute concentration is almost uniform. Hybrid ice has at least (a) a temperature below 0°C upon completion of melting, and (b) a rate of change in the solute concentration of the aqueous solution (brine) in which the ice is melted during the melting process (hereinafter referred to as "rate of change in solute concentration"). (sometimes abbreviated as ) is within 30%, and has the characteristic of being able to efficiently freeze items to be frozen.
ハイブリッドアイスに含まれる溶質の種類は、水を溶媒としたときの溶質であれば特に限定されず、所望の凝固点や使用する氷の用途等に応じて適宜選択することができる。溶質としては、固体状の溶質、あるいは液状の溶質等が挙げられるが、固体状の溶質として代表的なものには、塩類(無機塩、有機塩等)が挙げられる。 The type of solute contained in the hybrid ice is not particularly limited as long as it is a solute when water is used as a solvent, and can be appropriately selected depending on the desired freezing point, the intended use of the ice, etc. Examples of solutes include solid solutes and liquid solutes, and representative examples of solid solutes include salts (inorganic salts, organic salts, etc.).
特に、塩類のうち食塩(NaCl)は、凝固点の温度を過度に低下させることがないため、生鮮動植物又はその一部の冷凍に適している。また、食塩は海水に含まれているため、調達が容易であるという点でも適している。また、液状の溶質としては、エチレングリコール等が挙げられる。なお、溶質は1種単独で含まれてもよく、2種以上含まれてもよい。 Among salts, common salt (NaCl) is particularly suitable for freezing fresh animals and plants or parts thereof because it does not excessively lower the freezing point temperature. In addition, since salt is contained in seawater, it is suitable because it is easy to procure. Furthermore, examples of liquid solutes include ethylene glycol and the like. In addition, one type of solute may be contained alone, or two or more types may be contained.
ブラインとは、例えば、塩化ナトリウム水溶液(塩水)や塩化カルシウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液、エチレングリコール水溶液等のように溶質を含有し、凝固点の低い水溶液である。フレークアイスの原料となるブラインは、特に限定されないが、溶質として食塩を使用する場合、海水、海水に塩を追加した水、又は海水の希釈水であることが好ましい。海水、海水に塩を追加した水、又は海水の希釈水は、調達が容易であるため、調達コストを削減することができるからである。 Brine is an aqueous solution containing a solute and having a low freezing point, such as a sodium chloride aqueous solution (salt water), a calcium chloride aqueous solution, a magnesium chloride aqueous solution, an ethylene glycol aqueous solution, and the like. The brine used as a raw material for flake ice is not particularly limited, but when salt is used as a solute, it is preferably seawater, seawater with salt added, or diluted seawater. This is because seawater, seawater with added salt, or diluted seawater is easy to procure, so procurement costs can be reduced.
また、食塩を溶質とするブライン(塩水)の熱伝導率は、約0.58W/m Kであるが、食塩を溶質とするブラインが凍結したフレークアイスの熱伝導率は約2.2W/m Kである。即ち、熱伝導率は、ブライン(液体)よりもフレークアイス(固体)の方が高いため、フレークアイス(固体)の方が被冷凍品を早く冷凍することができることになる。 Furthermore, the thermal conductivity of brine (salt water) containing salt as a solute is approximately 0.58 W/m K, but the thermal conductivity of flake ice made of frozen brine containing salt as a solute is approximately 2.2 W/m It is K. That is, since flake ice (solid) has a higher thermal conductivity than brine (liquid), flake ice (solid) can freeze the frozen product more quickly.
しかしながら、フレークアイス(固体)のままでは被冷凍品と接触する面積が小さくなってしまう。そこで、フレークアイスとブラインとを混合させて氷スラリーの状態とすることにより流動性を持たせる。これにより、被冷凍品に対し万遍なくフレークアイス(固体)を接触させることができるようになり、被冷凍品を素早く冷凍することが可能となる。 However, if flake ice (solid) remains, the area in contact with the frozen product will be small. Therefore, fluidity is imparted by mixing flake ice and brine to form an ice slurry. As a result, the flake ice (solid) can be evenly brought into contact with the items to be frozen, and the items to be frozen can be quickly frozen.
氷スラリーに含まれるフレークアイスとブラインとは、いずれも同じ溶質を含んでいるが、このとき、フレークアイスの溶質濃度と、ブラインの溶質濃度とが近い値である方が好ましい。その理由は、以下のとおりである。 Both flake ice and brine contained in the ice slurry contain the same solute, but in this case, it is preferable that the solute concentration of the flake ice and the solute concentration of the brine be close to each other. The reason is as follows.
即ち、フレークアイスの溶質濃度がブラインの溶質濃度よりも高い場合、フレークアイスの温度がブラインの飽和凍結点よりも低くなるため、溶質濃度が低いブラインを混合させた直後にブラインが凍結する。 That is, when the solute concentration of flake ice is higher than the solute concentration of brine, the temperature of flake ice becomes lower than the saturated freezing point of brine, so the brine freezes immediately after mixing brine with a low solute concentration.
これに対して、フレークアイスの溶質濃度がブラインの溶質濃度より低い場合、フレークアイスの飽和凍結点よりもブラインの飽和凍結点の方が低くなる。このため、フレークアイスとブラインとを混合させた氷スラリーの温度は低下する。 On the other hand, when the solute concentration of flake ice is lower than the solute concentration of brine, the saturated freezing point of brine is lower than the saturated freezing point of flake ice. Therefore, the temperature of the ice slurry, which is a mixture of flake ice and brine, decreases.
したがって、フレークアイスとブラインとの混合物の状態(氷スラリーの状態)を変動させないようにするためには、上述のとおり、混合するフレークアイスとブラインの溶質濃度を同程度とすることが好ましい。 Therefore, in order to prevent the state of the mixture of flake ice and brine (the state of the ice slurry) from changing, as described above, it is preferable that the solute concentrations of the flake ice and brine to be mixed be the same.
また、氷スラリーの状態である場合、ブラインは、フレークアイスが融解したものであってもよく、別途調製したものであってもよいが、フレークアイスが融解してなるものであることが好ましい。 In addition, when the brine is in the form of ice slurry, the brine may be obtained by melting flake ice or may be prepared separately, but it is preferably obtained by melting flake ice.
ここで、氷スラリーによって被冷凍品を冷凍する冷凍装置及び冷凍システムの一実施形態について図1乃至図4を参照して説明する。図1は、本発明に係る冷凍システムの一実施形態を示す一部断面概略正面図である。図2は、本発明に係る冷凍システムに含まれる氷スラリー原料製造装置の概要を示す断面斜視図である。図3は、本発明に係る冷凍装置の一実施形態を示す概略斜視図である。図4は、本発明に係る冷凍装置の一実施形態を示し、(a)は概略平面図、(b)は概略正面図である。 Here, one embodiment of a refrigeration apparatus and a refrigeration system for freezing items to be frozen using ice slurry will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a partially cross-sectional schematic front view showing an embodiment of a refrigeration system according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional perspective view showing an outline of the ice slurry raw material manufacturing apparatus included in the refrigeration system according to the present invention. FIG. 3 is a schematic perspective view showing an embodiment of the refrigeration apparatus according to the present invention. FIG. 4 shows an embodiment of the refrigeration apparatus according to the present invention, in which (a) is a schematic plan view and (b) is a schematic front view.
図1に示すように、冷凍システムは、氷スラリー製造装置1と、冷凍装置6と、を備えている。氷スラリー製造装置1は、氷スラリー原料製造部(以下、「氷スラリー原料製造装置」という。)200と、貯氷タンク500と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the refrigeration system includes an ice
図2に示すように、氷スラリー原料製造装置200は、ドラム21と、回転軸22と、噴射部23と、剥取部24と、ブレード25と、フレークアイス排出口26と、上部軸受部材27と、噴射制御部28と、防熱保護カバー29と、ギヤードモータ30と、ロータリージョイント31と、冷媒クリアランス34と、回転制御部37と、ブッシュ38と、冷媒供給部39と、ブライン貯留タンク40(図1参照)とを備える。
As shown in FIG. 2, the ice slurry raw
ドラム21は、内筒32と、この内筒32を囲繞する外筒33と、内筒32と外筒33との間に形成される冷媒クリアランス34とで構成される。また、ドラム21の外周面は、円筒状の防熱保護カバー29によって覆われている。冷媒クリアランス34には、冷媒供給部39から冷媒配管42を介して内筒冷凍冷媒が供給される。これにより内筒32の内周面が冷却される。
The
回転軸22は、ドラム21の中心軸上に配置され、上部軸受部材27の上方に設置されたギヤードモータ30を動力源として、当該中心軸を軸として材軸回りに回転する。なお、ギヤードモータ30の回転速度は、後述の回転制御部37によって制御される。
The rotating
噴射部23は、内筒32の壁面に向けてブラインや後述する氷スラリーSを噴射する噴射孔23aを先端部に有する複数のパイプで構成され、回転軸22と共に回転する。噴射孔23aから噴射されたブラインは、冷媒によって冷却された内筒32の壁面に付着し、溶質と溶媒とに分離する時間も与えられずに急速に凍結しハイブリッドアイスになる。。噴射部23を構成する複数のパイプは、回転軸22からドラム21の半径方向に放射状に延出している。
The
噴射部23から噴射されるバージンのブラインは、ブライン貯留タンク40に貯留されている。ブライン貯留タンク40と噴射部23とは、ブライン配管41によって接続されている。
Virgin brine injected from the
剥取部24は、内筒32の内周面に生成されたハイブリッドアイスを剥取るブレード25を先端部に備える複数のアームによって構成される。なお、剥取部24は、ドラム21の半径方向に延出し、回転軸22と共に回転する。剥取部24を構成する複数のアームは、回転軸22に関して対称となるように装着されている。なお、図2に示す氷スラリー原料製造装置200の剥取部24は、2本のアームによって構成されているが、アームの本数は特に限定されない。
The stripping
また、アームの先端に装着されているブレード25は、内筒32の全長(全高)に略等しい長さを有する部材からなり、内筒32の内周面に対向する端部には複数の鋸歯25aが形成されている。
Further, the
内筒32の内周面に生成されたハイブリッドアイスは、ブレード25によって剥取られることによりフレークアイスとなる。フレークアイスは、フレークアイス排出口26から落下する。フレークアイス排出口26から落下したフレークアイスは、氷スラリー原料製造装置200の直下に配置された貯氷タンク500(図1参照)内に貯えられる。
The hybrid ice generated on the inner circumferential surface of the
また、氷スラリー原料製造装置200は、噴射部23から噴射されるブラインの量を調節することにより、生成されるフレークアイスの量を調節する。即ち、噴射部23から噴射されるブラインの量を増やすことにより、生成されるフレークアイスの量を増やすことができる。また反対に、噴射部23から噴射されるブラインの量を減らすことにより、製造されるフレークアイスの量を減らすことができる。
Furthermore, the ice slurry raw
上部軸受部材27は、鍋を逆さにした形状からなり、ドラム21の上面を封止している。上部軸受部材27の中心部には、回転軸22を支持するブッシュ38が嵌装されている。なお、回転軸22は、上部軸受部材27にのみ支持され、回転軸22の下端部は軸支されていない。
The
噴射制御部28は、噴射部23によるブラインの噴射時に、噴射部23から噴射されるブラインの量を調節する。なお、噴射部23から噴射させるブラインの量を調節する具体的な手法は特に限定されない。例えば、噴射部23を構成する複数のパイプの夫々について、ブラインを噴射させるパイプの数とブラインを噴射させないパイプの数とを調節することにより、噴射されるブラインの量を調節してもよい。また例えば、ブラインを噴射させる複数のパイプに送り込むブラインの量を増減させることにより、噴射されるブラインの量を調節してもよい。
The
噴射部23からは、ブラインが噴射されるだけでなく、氷スラリーS、ブラインと氷スラリーSとの混合物が噴射される場合もある。したがって、噴射部23は、ブライン、氷スラリーS、又はそれらの混合物のいずれであっても噴射できるように構成されている。さらに、噴射部23は、ブライン、氷スラリーS、又はそれらの混合物を勢いよく噴射するものに限らず、内筒32の内周面に沿わせるように排出するものも含まれる。
From the
氷スラリー原料製造装置200は、内筒32の内周面において、噴射部23から噴射されたブライン、氷スラリーS、又はそれらの混合物の一部を冷凍することでフレークアイスを生成し、残部を冷却するものの冷凍しないように設定している。すなわち、冷媒供給部39から氷スラリー原料製造装置200に供給される内筒冷凍冷媒の冷熱は、噴射部23から噴射されるブライン、氷スラリーS、又はそれらの混合物をすべて冷凍させるために必要な冷熱より小さく設定されている。
The ice slurry raw
防熱保護カバー29は、円筒形状からなり、ドラム21の側面を封止している。
冷媒供給部39は、冷媒クリアランス34に対して、内筒32の内周面を冷凍する内筒冷凍冷媒を、冷媒配管42を介して供給する。図1に示すように、冷媒供給部39は、貯氷タンク500に隣接して設置される。
The heat-insulating
The
冷媒クリアランス34に供給される内筒冷凍冷媒は、冷媒クリアランス34と冷媒供給部39との間を冷媒配管42を介して循環する。これにより、冷媒クリアランス34に供給された内筒冷凍冷媒を冷凍能が高い状態で維持させることができる。
The inner tube refrigeration refrigerant supplied to the
図1に示すように、氷スラリー原料製造装置200は、貯氷タンク500上に設置される。貯氷タンク500は、円盤状の底面部51と、円筒状の壁面部52と、壁面部52の上面を覆う天面部53とを備え、氷スラリーSを貯留する。天面部53の偏芯した位置には、開口部53aが設けられている。この開口部53aとフレークアイス排出口26とが連通するように氷スラリー原料製造装置200のドラム21が設置される。
As shown in FIG. 1, the ice slurry raw
貯氷タンク500内には、貯留された氷スラリーSを撹拌する撹拌部(以下、「撹拌手段」という。)54が付設されている。撹拌手段54は、本体翼54aと、回転軸54bと、駆動部54cとを備えている。本体翼54aは、図示したようなプロペラ翼だけでなく、図示しないパドル翼やアンカー翼、タービン翼、リボン翼等種々のタイプを採用してもよい。
Inside the
回転軸54bは、貯氷タンク500の中心軸に鉛直姿勢で配置される。回転軸54bの下端部に本体翼54aが固定される。回転軸54bの上端部は、天面部53から上方へ突出する。回転軸54bの上端部に駆動部54cが取り付けられている。駆動部54cは、天面部53上に設置され、モータを備える。駆動部54cは、撹拌手段54を等速で回転させるようにしてもよいし、加速と減速を繰り返すように回転させてもよい。
The
貯氷タンク500には、貯氷タンク500内の氷スラリーSを原水として氷スラリー原料製造装置200の噴射部23に供給するリターンパイプ44が接続されている。リターンパイプ44の途中には、ポンプ57が接続されている。
A
リターンパイプ44には、ポンプ57の上流側に貯氷タンク500内に貯留された氷スラリーS中のフレークアイスの濃度(IPF:Ice Packing Factor)を計測する濃度計測部(以下、「第1の計測手段」という。)55が備えられている。フレークアイスの濃度IPFは、「IPF=(フレークアイスの質量)/(フレークアイスの質量+ブラインの質量)」で算出される。
The
氷スラリーSのフレークアイスの濃度は、10%以上かつ60%以下であることが好ましい。氷スラリー製造装置1は、氷スラリー原料製造装置200が製造するフレークアイスの量を制御することによって、フレークアイスの濃度を所定の値(目標)に保持することができる。フレークアイスの濃度の目標は、冷凍しようとする被冷凍物の種類によって適宜選択すればよい。氷スラリーSの温度は、フレークアイスを加えても(氷スラリーSに冷熱を加えても)、逆に被冷凍物を冷凍しても(氷スラリーSから冷熱を取り去っても)、氷スラリーSを生成するブラインの凝固点に保持されており、氷スラリーSに対する熱授受によって氷スラリーSのフレークアイスの濃度が変化する。従って、氷スラリーSのフレークアイスの濃度を制御することで、氷スラリーSの授受冷熱量を制御することができる。
The concentration of flake ice in the ice slurry S is preferably 10% or more and 60% or less. The ice
第1の濃度計測手段55は、図示しないが、リターンパイプ44に入口、出口を有する実質的なバイパス管内にヒータ及び温度計を備えている。第1の濃度計測手段55は、計測時には入口及び出口を閉じ、入口と出口の間に計測しようとする氷スラリーSのサンプルを採取する。第1の濃度計測手段55は、ヒータで所定の熱量を当該サンプルに加え、当該サンプルの温度変化を計測するものであってよい。
Although not shown, the first concentration measuring means 55 is equipped with a heater and a thermometer in a substantial bypass pipe having an inlet and an outlet in the
すなわち、氷スラリーSのサンプルは、その中にフレークアイスが残っている間は凝固点温度を維持するため、その凝固点温度からの昇温タイミングはフレークアイスの濃度と関連し(印加する熱量が一定の場合、フレークアイスの濃度が高いほど、昇温タイミングは遅くなる)、氷スラリーSのサンプルの温度変化から氷スラリーSの濃度を特定できる。 In other words, the sample of ice slurry S maintains the freezing point temperature while flake ice remains in it, so the timing of temperature rise from the freezing point temperature is related to the concentration of flake ice (as long as the amount of heat applied is constant). In this case, the higher the concentration of flake ice, the later the temperature rise timing becomes), the concentration of the ice slurry S can be determined from the temperature change of the sample of the ice slurry S.
フレークアイスの濃度の計測が完了すると、第1の濃度計測手段55に備えられたバイパス管の入口及び出口が開かれ、サンプリングされた氷スラリーSがリターンパイプ44に流出する。所定時間後、第1の濃度計測手段55は、再び入口、出口が閉じて同様にフレークアイスの濃度を計測する。このサンプリング、計測は、継続的に行われる。
When the measurement of the flake ice concentration is completed, the inlet and outlet of the bypass pipe provided in the first concentration measuring means 55 are opened, and the sampled ice slurry S flows out into the
リターンパイプ44の下流端は、切替弁43を介してブライン配管41に接続される。したがって、切替弁43によって切り替えられ、噴射部23には、ブライン貯留タンク40に貯留されているバージンのブラインと貯氷タンク500内から戻されたリサイクルの氷スラリーSとが切り替えられて供給され、又はバージンのブラインとリサイクルの氷スラリーSとが混合して供給される。
The downstream end of the
貯氷タンク500と冷凍装置6とは、氷スラリー供給管45と氷スラリー戻管46とによって接続される。氷スラリー供給管45と氷スラリー戻管46とには、開閉弁45a、46aが設けられている。氷スラリー供給管45は、貯氷タンク500内の氷スラリーSを冷凍装置6に送る。氷スラリー戻管46は、冷凍装置6内の氷スラリーSを貯氷タンク500に戻す。氷スラリー供給管45、氷スラリー戻管46にはそれぞれ図示しないポンプが設けられていて、それぞれのポンプは開閉弁45a、46aの開閉に同期して駆動される。
The
氷スラリー供給管45の開閉弁45a及び氷スラリー戻管46の開閉弁46aは、それぞれ、「氷スラリーSの冷凍装置6への送り量>氷スラリーSの冷凍装置6からの戻し量」となるように制御される。冷凍装置6の氷スラリーSの水面は、図示しないオーバーフロー菅等によって一定に保たれていてよい。
The on-off
また、貯氷タンク500に貯留できる氷スラリーSの量は、冷凍装置6を満たすのに必要な氷スラリーSの量より十分大きく、冷凍装置6の氷スラリーSのフレークアイスの濃度が変化しても、貯氷タンク500に貯留された氷スラリーSのフレークアイスの濃度は、ほとんど変化しない。
Further, the amount of ice slurry S that can be stored in the
前述の通り、貯氷タンク500と冷凍装置6とは氷スラリー供給管45及び氷スラリー戻管46によって接続され、さらに貯氷タンク500に貯留できる氷スラリーSの量は冷凍装置6を満たすのに必要な氷スラリーSの量より十分大きいように構成されているため、冷凍装置6の氷スラリーSのフレークアイスの濃度が変化しても、貯氷タンク500に貯留された氷スラリーSのフレークアイスの濃度はほとんど変化しない。
As mentioned above, the
また、貯氷タンク500と冷凍装置6との間では、氷スラリーSは、「氷スラリーSの冷凍装置6への送り量>氷スラリーSの冷凍装置6からの戻し量」となるように制御されることにより、冷凍装置6の氷スラリーSは、図示しないオーバーフロー菅等によって一部が廃棄されるので、貯氷タンク500に貯留された氷スラリーSのフレークアイスの濃度の変化はさらに小さい。
Furthermore, between the
貯氷タンク500の氷スラリーSのフレークアイスの濃度は、第1の濃度計測手段55によって計測され、それを氷スラリー原料製造装置200の運転にフィードバックさせることによって、所定の濃度になるように制御されている。
The concentration of flake ice in the ice slurry S in the
図3及び図4に示すように、冷凍装置6は、氷スラリーSによって被冷凍品A(図4参照)を包むことによって冷凍するため、流路60と、ガイドベーン70と、推進部(以下、「推進手段」という。)80と、第2の濃度計測手段90と、を備えている。被冷凍品Aは、例えば、トレー(図示せず)上に載せられる。トレーは、例えば、間隔を開けて複数段積み重ねられるラック(図示せず)内に保持される。ラックは、例えば、4本の支柱と、トレーを載せるビームとを有するフレーム状とされている。トレー内の被冷凍品Aは、氷スラリーSに包まれるようになる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the freezing
流路60は、環状で、氷スラリー供給管45から供給される氷スラリーSで満たされ、氷スラリーSを循環させることができる。流路60は、氷スラリーSの供給口61と、氷スラリーSの第1の排出口62及び第2の排出口63とを備えている。氷スラリーSの供給口61には、貯氷タンク500に接続された氷スラリー供給管45が接続される。氷スラリーSの第1の排出口62には、貯氷タンク500に接続された氷スラリー戻管46が接続される。氷スラリーSの第2の排出口63には、ノズル48が接続される。このノズル48には、開閉弁48aが設けられている。
The
図3に示すように、流路60は、2本の並列した直線ライン64と、当該2本の直線ライン64の隣り合った各端部同士を接続する2本の曲線ライン65とを有するレーストラック形状とされている。流路60は、長円形の外壁部66と、この外壁部66の中心線上に設けられた仕切部67と、底面部68とを備えている。
As shown in FIG. 3, the
直線ライン64は、被冷凍品Aが置かれて冷凍される冷凍領域69とされる。仕切部67の各端部と外壁部66の半円形部との間は、間隔が空けられ、氷スラリーSがターンする曲線ライン65とされる。仕切部67の各端縁と外壁部66とを結ぶライン、すなわち、仕切部67の各端で仮想的に引いた垂線が、直線ライン64と曲線ライン65との境界線となる。
The
図4(b)に示すように、流路60の少なくとも一つの曲線ライン65は、その底部にピット(深堀部)を備えてもよい。冷凍操作中に氷スラリーSから溶質が分離して沈殿する場合、溶質がピットに集められる。ピットに集められた溶質は、冷凍操作に影響を与えることがない。
As shown in FIG. 4(b), at least one
曲線ライン65には、曲線ライン65を複数(図面では2本)のレーンに分割するほぼ半円形(J字状)のガイドベーン70が備えられている。各レーンの幅が等しくなるように、ガイドベーン70が底面部68上に設置される。ガイドベーン70が備えられない場合は、曲線ライン65に連続する直線ライン64の上流側の外壁部66に沿った領域に氷スラリーSが淀むことがある。なお、ガイドベーン70は、各レーンの幅が不均等になるようにガイドベーン70が底面部68上に設置されてよい。
The
ガイドベーン70の上流側の端部71は、流路60の直線ライン64と曲線ライン65の境界線に位置している。ガイドベーン70の下流側の端部72は、曲線ライン65の下流端を超えて直線ライン64の上流領域にまで延びている。このようなガイドベーン70の両端部は横並びにならず、全体としてJ字状とされている。
The
図示しないが、ガイドベーン70の下流側の端部72は、曲線ライン65と直線ライン64との境界線よりも下流側、すなわち曲線ライン65の上流側に位置してもよい。図示しないが、ガイドベーン70の上流側の端部71は、直線ライン64と曲線ライン65との境界線に位置していてもよいし、曲線ライン65の下流側に位置してもよい。したがって、ガイドベーン70は、U字状に形成されてもよい。
Although not shown, the
ガイドベーン70が曲線ライン65に備えられることで、この領域に氷スラリーSが淀むことなく流れるようにすることができる。ガイドベーン70の下流側の端部72が直線ライン64の上流側内にまで延びているときは、ガイドベーン70の下流側の端部72が曲線ライン65内までとなっているときよりも、より効果的に氷スラリーSが淀むことなくスムーズに流れるようにすることができる。
By providing the guide vanes 70 on the
流路60は、冷凍領域69の氷スラリーSに推進力を与える推進手段80を備えている。推進手段80は、図示したような二つでなくてもよく、少なくとも一つ備えていればよい。また、推進手段80は、三つ以上設けられてもよいことはいうまでもない。推進手段80は、例えば、流路60内の直線ライン64の上流に設置されたスクリュー81と、スクリュー81を先端部で接続し、外壁部66の半円形部を貫通する駆動軸82と、駆動軸82の基端部に接続され、流路60外に設置された駆動源83とを備えている。
The
第2の濃度計測手段90は、第1の濃度計測手段55と同様に構成され、流路60内の氷スラリーSのフレークアイスの濃度を計測する。第2の濃度計測手段90は、図1に示したような1か所に限らず、複数か所に置かれてもよい。
The second concentration measuring means 90 is configured similarly to the first concentration measuring means 55, and measures the concentration of flake ice in the ice slurry S in the
ここで、冷凍システムによって氷スラリーSを製造し、この氷スラリーSによって被冷凍品Aを冷凍する方法について説明する。氷スラリーSは、氷スラリー製造装置1に備えられた氷スラリー原料製造装置200によって製造される。
Here, a method of producing ice slurry S using a refrigeration system and freezing an item A to be frozen using this ice slurry S will be explained. The ice slurry S is manufactured by an ice slurry raw
氷スラリー原料製造装置200は、内筒冷凍冷媒によって内筒32を冷却した状態でフレークアイスを製造する。そのため、内筒冷凍冷媒が冷媒供給部39から冷媒クリアランス34に供給され、内筒32の内周面の温度を冷凍しようとするブラインの凝固点より-10℃程度低くなるように冷却する。
The ice slurry raw
このような状態下において、ブライン貯留タンク40に貯留されているバージンのブライン、リターンパイプ44を通って供給される氷スラリーS、又はそれらの混合物は、噴射部23から内筒32に向けて噴射される。噴射されたブライン、氷スラリーS、又はそれらの混合物の一部は、内筒32に付着し、溶質と溶媒とに分離する時間を与えられずに急速に冷凍し、ハイブリッドアイスとなる。
Under such conditions, the virgin brine stored in the
内筒32の内周面に生成されたハイブリッドアイスは、内筒32内で回転する剥取部24によって剥ぎ取られる。剥取部24によって剥ぎ取られたハイブリッドアイスは、フレークアイスとしてフレークアイス排出口26から貯氷タンク500内に落下して、貯えられる。噴射されたブライン、氷スラリーS、又はそれらの混合物のうち冷凍されなかった部分は、同じくフレークアイス排出口26から貯氷タンク500内に落下して、貯えられる。
The hybrid ice generated on the inner circumferential surface of the
氷スラリー原料製造装置200は、噴射部23から噴射されたブライン、氷スラリーS、又はそれらの混合物の一部を内筒32の内周面において冷凍させてフレークアイスにするため、フレークアイス排出口26から貯氷タンク500内に落下する氷スラリーSのフレークアイスの濃度は、噴射前の氷スラリーSのフレークアイスの濃度(すなわち、貯氷タンク500内に貯留されていた氷スラリーSのフレークアイスの濃度)より高くなる。
The ice slurry raw
この氷スラリー原料製造装置200から排出された氷スラリーSと貯氷タンク500内に貯留されていた氷スラリーSとは、攪拌手段54によって混合され、貯氷タンク500内の混合された氷スラリーSのフレークアイス濃度は、均一に保たれる。
The ice slurry S discharged from the ice slurry raw
したがって、氷スラリー原料製造装置200は、それを作動することによって、貯氷タンク500内の氷スラリーSのフレークアイス濃度を高くすることができる。氷スラリーSのフレークアイス濃度は、貯氷タンク500内の氷スラリーSを氷スラリー原料製造装置200の噴射部23に供給する通路であるリターンパイプ44に備えられた第1の濃度計測手段55によって計測される。
Therefore, by operating the ice slurry raw
また、氷スラリー原料製造装置200は、それを作動することによって、貯氷タンク500内の氷スラリーSの量を増加させることができる。貯氷タンク500内の氷スラリーSの量は、ブライン貯留タンク40内に貯留されたバージンのブラインを供給することによって、増加できる。貯氷タンク500内の氷スラリーSの量は、貯氷タンク500に設けられた貯留量センサ56によって計測される。
Moreover, the ice slurry raw
氷スラリー原料製造装置200は、貯氷タンク500内の氷スラリーSのフレークアイスの濃度や氷スラリーSの量によって、作動したり停止したりするように制御される。すなわち、氷スラリー原料製造装置200は、貯氷タンク500内氷スラリーSのフレークアイスの濃度が目標濃度よりも低い場合、作動し、貯氷タンク500内氷スラリーSのフレークアイスの濃度が目標濃度よりも高い場合、一時的に停止する。また、氷スラリー原料製造装置200は、貯氷タンク500内氷スラリーSの量が目標値よりも低い場合、作動し、貯氷タンク500内氷スラリーSの量が目標値よりも高い場合、一時的に停止する。
The ice slurry raw
また、氷スラリー原料製造装置200は、作動又は一時停止の制御だけでなく、冷媒供給部39から冷媒クリアランス34への内筒冷凍冷媒の供給量を多くし、内筒32の内周面の温度を下げることによって内筒32の内周面で生成されるハイブリッドアイスの量を増加させる、又は逆に冷媒供給部39から冷媒クリアランス34への内筒冷凍冷媒の供給量を少なくし、内筒32の内周面の温度を上げることによって内筒32の内周面で生成されるハイブリッドアイスの量を減少させる等の制御を併せて行ってよい。
In addition, the ice slurry raw
貯氷タンク500内に貯留されている氷スラリーSは、(a)融解完了時の温度が0℃未満、かつ、(b)融解過程で氷が融解したブラインの溶質濃度の変化率が30%以内という条件を満たしている。氷スラリーSは、融解する際に大量の潜熱を周囲から奪うことができるが、融解が完全に完了せずにハイブリッドアイスが残存している間は温度が上昇することがない。
The ice slurry S stored in the
貯氷タンク500内の氷スラリーSのフレークアイスの濃度は、第1の濃度計測手段55によって計測され、フレークアイスの濃度が所定の濃度(10%以上かつ60%以下の所定濃度)に調整された氷スラリーSは、氷スラリー供給管45から冷凍装置6の流路60内へ送られる。冷凍装置6は、送られた氷スラリーSによって被冷凍品Aの冷凍操作を行う。貯氷タンク500内の氷スラリーSは、氷スラリー供給管45、氷スラリー戻管46を介して、被冷凍品Aの冷凍操作に必要な冷熱を確保できるように冷凍装置6に供給される。
The concentration of flake ice in the ice slurry S in the
貯氷タンク500内に貯留された氷スラリーSの量は、貯留量センサ56によって計測される。貯留量センサ56によって、貯氷タンク500内の氷スラリーSの量が減少したことが計測されると、ブライン貯留タンク40からバージンのブラインが氷スラリー原料製造装置200に供給され、氷スラリーSが製造される。
The amount of ice slurry S stored in the
冷凍装置6が冷凍操作を行わない場合、例えば、夜間等、冷凍装置6が休止している場合において、貯氷タンク500内の氷スラリーSのフレークアイス濃度が目標濃度よりも低いと、氷スラリー原料製造装置200は氷スラリー原料を製造し、貯氷タンク500内の氷スラリーSのフレークアイス濃度が高められる。このとき、氷スラリー供給菅45の開閉弁45a及び氷スラリー戻菅46の開閉弁46aは、閉じられた状態でもよいが、貯氷タンク500及び冷凍装置6を合せた系全体の氷スラリーSのフレークアイス濃度を目標濃度領域に調整するためには、開かれた状態であることが好ましい。
When the freezing
また、前述のとおり、貯氷タンク500内に貯留された氷スラリーSの量は、貯留量センサ56によって計測されており、貯氷タンク500内の氷スラリーSの量が所定の量に達するまで氷スラリーSが製造される。
Further, as described above, the amount of ice slurry S stored in the
冷凍装置6における被冷凍品Aの冷凍操作において、被冷凍品Aは、氷スラリーSが循環している流路60の直線ライン64内に設けられた冷凍領域69内に配置される。被冷凍品Aはトレー(図示せず)上に載せられ、トレーはラック(図示せず)内に間隔を空けて保持される。複数台のラックは、流路60の直線ライン64内に直列するように一括して並べられる。ラック内の被冷凍品Aは、循環している氷スラリーS内に漬けられた状態になり、急速に冷凍される。
In the freezing operation of the frozen product A in the freezing
流路60内に満たされた氷スラリーSは、推進手段80によって推進力が付与されて流路60内を循環する。氷スラリーSは、水路の曲線ライン65にガイドベーン70が備えられていることによって、曲線ライン65に連続する直線ライン64の上流側の外壁部66に沿った領域でも淀むことなくスムーズに流れ、環状の流路60内を少ない抵抗で循環できる。
The ice slurry S filled in the
流路60を流れている氷スラリーSは、溶質が分離すると、少なくとも一つの曲線ライン65の底部に備えられたピットに溶質が集められる。したがって、氷スラリーSから分離した溶質は、冷凍操作に影響を与えない。
When the solute is separated from the ice slurry S flowing through the
氷スラリーSは、流動性を有するため、硬いフレークアイスの状態よりも被冷凍品Aに対して万遍なく接触することができる。氷スラリーSは、ハイブリッドアイスが残存している間は温度が融点に保持される(例えば、飽和食塩水の氷スラリーSの場合、-21.3℃に保持される)ため、長時間に亘って被冷凍品Aを冷凍し続けることができる。また、被冷凍品Aが魚等の食品であっても、氷スラリーSは無害であるため、食品安全上の問題はない。 Since the ice slurry S has fluidity, it can come into contact with the frozen product A more evenly than in a hard flake ice state. The temperature of the ice slurry S is maintained at the melting point while the hybrid ice remains (for example, in the case of the ice slurry S of saturated saline, it is maintained at -21.3°C), so it is kept for a long time. The item A to be frozen can be kept frozen. Further, even if the frozen product A is a food such as fish, there is no food safety problem because the ice slurry S is harmless.
ここで、流路60内の氷スラリーS中のフレークアイスの濃度を調整する方法について説明する。流路60内で循環している氷スラリーSは、冷凍領域69に置かれた被冷凍品Aを冷凍する(すなわち、冷熱を与える)ことによって氷スラリーS中のフレークアイスの濃度が貯氷タンク500内での濃度から低下することがある。
Here, a method for adjusting the concentration of flake ice in the ice slurry S in the
また、このような流路60内の氷スラリーS中のフレークアイスの濃度の変化を速やかに把握するために、流路60に第2の濃度計測手段90を設けてもよい。
Further, in order to quickly grasp changes in the concentration of flake ice in the ice slurry S in the
第2の濃度計測手段90によって計測された流路60内の氷スラリーSのフレークアイスの濃度が、第1の濃度計測手段55によって計測された貯氷タンク500の氷スラリーSのフレークアイスの濃度より、所定値以上低下している場合、それを氷スラリー原料製造装置200の運転にフィードバックさせることによって、流路60内の氷スラリーSのフレークアイスの濃度をより精密に制御することができる。
The concentration of flake ice in the ice slurry S in the
このようにしてフレークアイスの濃度が調整された氷スラリーSは、フレークアイスとして製造された状態で細かな空隙部(即ち空気の部分)を多く含むため、この空隙部がハイブリッドアイス内で縦横無尽に連結した状態であり、雪状に調製したり、シャーベット状に調製したりすることができる。雪状またはシャーベット状に調製されたハイブリッドアイスは、全体として柔軟性を備えているため、被冷凍品Aを傷つけることがなく、むしろ被冷凍品Aを保護する緩衝材としてのスポンジのような役割を果たす。 The ice slurry S with the flake ice concentration adjusted in this way contains many fine voids (i.e., air portions) in the state where it is manufactured as flake ice, so these voids are spread out in all directions in the hybrid ice. It can be made into a snow-like shape or a sherbet-like state. Hybrid ice prepared in the form of snow or sherbet is flexible as a whole, so it does not damage the frozen product A, but rather acts like a sponge as a cushioning material that protects the frozen product A. fulfill.
また、氷スラリーSは、多くの空隙部(空気の部分)を有する状態であっても、あるいは氷スラリーSの融解によって当該空隙部にブラインが充填された状態であっても、氷スラリーS全体として十分な流動性(柔軟性)を保持することができる。このため、氷スラリーSは、被冷凍品Aをより効率良く冷凍することができる。 In addition, even if the ice slurry S has many voids (air portions), or even if the voids are filled with brine by melting the ice slurry S, the entire ice slurry S can maintain sufficient fluidity (flexibility). Therefore, the ice slurry S can freeze the frozen product A more efficiently.
ここで、氷スラリーS全体の体積に対する空隙部(空気の部分)の体積の割合を「空隙率」と定義した場合、空隙率は、より低い方が(即ち嵩密度が高い方が)蓄冷効果が高くなる。したがって、生鮮食料品の冷蔵や冷凍を目的として氷スラリーSを使用する場合には、空隙率が高い(即ち嵩密度が低い)氷スラリーSを生成する。なお、冷熱エネルギーの運搬を目的として氷スラリーSを使用する場合には、空隙率が低い(即ち嵩密度が高い)氷スラリーSを生成する。 Here, if the ratio of the volume of the voids (air parts) to the entire volume of the ice slurry S is defined as "porosity", the lower the porosity (that is, the higher the bulk density), the better the cold storage effect. becomes higher. Therefore, when the ice slurry S is used for the purpose of refrigeration or freezing of fresh foodstuffs, the ice slurry S has a high porosity (that is, a low bulk density). Note that when the ice slurry S is used for the purpose of transporting cold energy, the ice slurry S with a low porosity (that is, a high bulk density) is generated.
また、食塩を溶質とするブライン(塩水)の熱伝導率は約0.58W/m Kであるが、食塩を溶質とするブラインが凍結したフレークアイスの熱伝導率は約2.2W/m Kである。即ち、熱伝導率は、ブライン(液体)よりもフレークアイス(固体)の方が高いため、フレークアイス(固体)の方が被冷凍品Aを早く冷凍することができることになる。 In addition, the thermal conductivity of brine (salt water) containing salt as a solute is approximately 0.58 W/mK, but the thermal conductivity of flake ice made of frozen brine containing salt as a solute is approximately 2.2 W/mK. It is. That is, since flake ice (solid) has a higher thermal conductivity than brine (liquid), flake ice (solid) can freeze the frozen product A more quickly.
しかしながら、フレークアイス(固体)のままでは被冷凍品Aと接触する面積が小さくなってしまう。そこで、フレークアイスとブラインとを混合させて氷スラリーSの状態とすることにより流動性を持たせる。これにより、被冷凍品Aに対し万遍なくフレークアイス(固体)を接触させることができるようになり、被冷凍品Aを素早く冷凍することが可能となる。 However, if flake ice (solid) remains, the area in contact with the frozen product A becomes small. Therefore, by mixing flake ice and brine to form an ice slurry S, fluidity is imparted. As a result, the flake ice (solid) can be evenly brought into contact with the frozen item A, and the frozen item A can be quickly frozen.
ここで、氷スラリーSの嵩密度について、具体的な数値を示す。氷スラリーSとして定義可能な嵩密度は、0.48g/cm3~0.78g/cm3となる。生鮮食料品の冷凍を目的として氷スラリーSを使用する場合には、0.69g/cm3~0.78g/cm3の嵩密度とするのが好適である。 Here, regarding the bulk density of the ice slurry S, specific numerical values will be shown. The bulk density that can be defined as ice slurry S is 0.48 g/cm 3 to 0.78 g/cm 3 . When ice slurry S is used for the purpose of freezing fresh foodstuffs, it is preferable to have a bulk density of 0.69 g/cm 3 to 0.78 g/cm 3 .
なお、生鮮食料品の冷蔵を目的として氷スラリーSを使用する場合には、0.48g/cm3~0.54g/cm3の嵩密度とするのが好適である。また、冷熱エネルギーの運搬を目的として氷スラリーSを使用する場合には、飽和食塩水を用いた氷をさらに機械的に圧縮して0.75g/cm3~0.95g/cm3の嵩密度としてもよい。 Note that when ice slurry S is used for the purpose of refrigeration of fresh foodstuffs, it is preferable that the bulk density be 0.48 g/cm 3 to 0.54 g/cm 3 . In addition, when using ice slurry S for the purpose of transporting cold energy, the ice using saturated saline may be further mechanically compressed to a bulk density of 0.75 g/cm 3 to 0.95 g/cm 3 . You can also use it as
従来から、溶媒に溶質を溶解させると、その水溶液の凝固点は、溶質を溶解させる前の溶媒の凝固点よりも低くなることが知られている(凝固点降下現象)。つまり、食塩等の溶質を溶解させた水溶液を凍結させた氷は、真水(即ち、食塩等の溶質が溶解していない水)を凍結させた氷よりも低い温度(即ち0℃未満)で凍結した氷となる。 It has been known that when a solute is dissolved in a solvent, the freezing point of the aqueous solution becomes lower than the freezing point of the solvent before the solute is dissolved (freezing point depression phenomenon). In other words, ice made by freezing an aqueous solution containing dissolved solutes such as salt is frozen at a lower temperature (i.e., below 0°C) than ice made by freezing fresh water (i.e., water in which solutes such as salt are not dissolved). It becomes frozen ice.
ここで、固体としての氷が、液体としての水に変化(融解)するときに必要となる熱を「潜熱」という。この潜熱は温度変化を伴わないため、ハイブリッドアイスは、融解時に真水の凝固点(0℃)未満の温度で安定した状態を維持し続けることができる。このため、冷熱エネルギーを蓄えた状態を持続させることができる。 Here, the heat required when solid ice changes (melts) to liquid water is called "latent heat." Since this latent heat is not accompanied by a temperature change, the hybrid ice can continue to maintain a stable state at a temperature below the freezing point of fresh water (0° C.) when melting. Therefore, a state in which cold energy is stored can be maintained.
つまり、本来であれば、食塩等の溶質を溶解させた水溶液を凍結させた氷の冷凍能は、真水を凍結させた氷よりも高くなるはずである。しかしながら、食塩等の溶質を溶解させた水溶液を凍結させた氷を製造しようとしても、実際には、水溶液(例えば塩水)がそのまま凍結することは殆どなく、まず溶質(食塩等)を含まない真水の部分が先に凍結してしまう。 In other words, the freezing ability of ice made by freezing an aqueous solution containing a solute such as salt should be higher than that of ice made by freezing fresh water. However, even if an attempt is made to produce ice by freezing an aqueous solution in which solutes such as salt are dissolved, in reality, the aqueous solution (e.g., salt water) rarely freezes as it is; first, fresh water containing no solutes (e.g., salt) is This part freezes first.
このため、食塩等の溶質を溶解させた水溶液を凍結させた結果、生成される物質は、溶質(食塩等)を含まない真水が凍結した氷と、溶質(例えば食塩等の結晶)との混合物となってしまう。また、たとえ凝固点が低下した氷(塩水等が凍結した氷)が生成されたとしても、その量はほんの僅かであり実用性がない。このように、氷スラリーSは、真水の凝固点(0℃)未満の凝固点を有する[氷]であるが、フレークアイス製造システムによって、製造することができる。 Therefore, when an aqueous solution in which a solute such as table salt is dissolved is frozen, the substance produced is a mixture of ice, which is fresh water that does not contain the solute (table salt, etc.) frozen, and the solute (for example, crystals of table salt, etc.). It becomes. Furthermore, even if ice with a lower freezing point (ice formed by freezing salt water, etc.) is produced, the amount thereof is so small that it is not practical. In this way, the ice slurry S is [ice] having a freezing point lower than the freezing point of fresh water (0° C.), and can be produced by a flake ice production system.
氷スラリーSは、上述したような(a)融解完了時の温度が0℃未満であるという条件を満たしている。氷スラリーSは、溶質(食塩等)を含む水溶液(塩水等)であるため、氷スラリーSの凝固点は、溶質が溶解していない真水の凝固点よりも低い。このため、氷スラリーSは、融解完了時の温度が0℃未満であるという条件を満たしている。 The ice slurry S satisfies the above-mentioned condition (a) that the temperature at the time of completion of melting is less than 0°C. Since the ice slurry S is an aqueous solution (salt water, etc.) containing a solute (salt, etc.), the freezing point of the ice slurry S is lower than that of fresh water in which no solute is dissolved. Therefore, the ice slurry S satisfies the condition that the temperature at the time of completion of melting is less than 0°C.
なお、「融解完了時の温度」とは、氷スラリーSを融点以上の環境下(例えば、室温、大気圧下)に置くことにより氷スラリーSの融解を開始させ、全ての氷スラリーSが融解しきって水溶液(ブライン)になった時点におけるその水溶液の温度をいう。 Note that the "temperature at the time of completion of melting" refers to the temperature at which the ice slurry S is placed in an environment above its melting point (e.g., room temperature, atmospheric pressure) to start melting the ice slurry S, and all of the ice slurry S has melted. It refers to the temperature of an aqueous solution (brine) at the moment it becomes an aqueous solution (brine).
他方、氷スラリーSの凝固点を、被冷凍品Aの凍結点に近づけた方が好ましい場合もある。例えば、生鮮動植物の損傷を防ぐため等の理由がある場合には、融解完了時の温度が高すぎない方が好ましく、例えば、-21℃以上(-20℃以上、-19℃以上、-18℃以上、-17℃以上、-16℃以上、-15℃以上、-14℃以上、-13℃以上、-12℃以上、-11℃以上、-10℃以上、-9℃以上、-8℃以上、-7℃以上、-6℃以上、-5℃以上、-4℃以上、-3℃以上、-2℃以上、-1℃以上、-0.5℃以上等)であることが好ましい。 On the other hand, it may be preferable to bring the freezing point of the ice slurry S closer to the freezing point of the product A to be frozen. For example, if there is a reason such as to prevent damage to fresh animals or plants, it is preferable that the temperature at the time of completion of thawing is not too high. ℃ or higher, -17℃ or higher, -16℃ or higher, -15℃ or higher, -14℃ or higher, -13℃ or higher, -12℃ or higher, -11℃ or higher, -10℃ or higher, -9℃ or higher, -8 ℃ or higher, -7℃ or higher, -6℃ or higher, -5℃ or higher, -4℃ or higher, -3℃ or higher, -2℃ or higher, -1℃ or higher, -0.5℃ or higher, etc.) preferable.
氷スラリーSは、上述したような(b)融解過程で氷が融解した水溶液の溶質濃度の変化率が30%以内であるという条件を満たしている。氷スラリーSは、融解過程で氷が融解した水溶液の溶質濃度の変化率(以下、本明細書において「溶質濃度の変化率」と略称する場合がある)が30%以内であるという特徴を有する。従来からある技術を用いた場合であっても、凝固点が僅かに低下した氷が生成される場合もあるが、その殆どは、溶質を含まない水の氷と溶質の結晶との混合物に過ぎないため、冷凍能が十分ではない。 The ice slurry S satisfies the above-mentioned condition (b) that the rate of change in the solute concentration of the aqueous solution in which ice is melted during the melting process is within 30%. The ice slurry S is characterized in that the rate of change in the solute concentration of the aqueous solution in which the ice is melted during the melting process (hereinafter sometimes abbreviated as "rate of change in solute concentration" in this specification) is within 30%. . Even when conventional techniques are used, ice with a slightly lower freezing point may be produced, but most of the time it is just a mixture of solute-free water ice and solute crystals. Therefore, the freezing capacity is not sufficient.
このように、溶質を含まない水を凍結させた氷と、溶質の結晶との混合物である場合には、氷を融解条件下に置くと、融解に伴い溶質が溶出する速度が不安定となる。具体的には、融解開始に近いタイミングであればある程、溶質が多く溶出する。そして、融解の進行に伴い、溶質が溶出する量は少なくなっていく。即ち、融解完了に近いタイミングであればある程、溶質の溶出量が少なくなる。 In this way, when ice is a mixture of frozen water that does not contain solutes and solute crystals, when the ice is placed under melting conditions, the rate at which solutes elute as it melts becomes unstable. . Specifically, the closer the timing is to the start of melting, the more solute will be eluted. As the melting progresses, the amount of solute eluted decreases. That is, the closer the timing is to the completion of melting, the smaller the amount of solute eluted.
これに対し、ハイブリッドアイスは、溶質を含む水溶液を凍結させた氷であるため、融解過程における溶質の溶出速度の変化が少ないという特徴を有する。具体的には、ハイブリッドアイスが融解する過程でハイブリッドアイスが融解した水溶液の溶質濃度の変化率は30%である。ここで、「融解過程でハイブリッドアイスが融解した水溶液の溶質濃度の変化率」とは、融解過程の任意のタイミングで融解した水溶液における溶質濃度に対する、融解完了時における水溶液の濃度の割合を意味する。なお、「溶質濃度」とは、水溶液に溶解している溶質の質量の割合を意味する。 On the other hand, hybrid ice is ice made by freezing an aqueous solution containing a solute, and therefore has the characteristic that the solute elution rate changes little during the melting process. Specifically, during the process of melting the hybrid ice, the rate of change in the solute concentration of the aqueous solution in which the hybrid ice is melted is 30%. Here, "rate of change in solute concentration of the aqueous solution in which hybrid ice is melted during the melting process" means the ratio of the concentration of the aqueous solution at the completion of melting to the solute concentration in the aqueous solution melted at any timing in the melting process. . Note that "solute concentration" means the mass ratio of solute dissolved in an aqueous solution.
ハイブリッドアイスにおける溶質濃度の変化率は30%以内であれば特に限定されないが、その変化率は少なければ少ない程、純度が高いハイブリッドアイス、即ち、冷凍能が高いハイブリッドアイスであることを意味する。 The rate of change in solute concentration in hybrid ice is not particularly limited as long as it is within 30%, but the smaller the rate of change, the higher the purity of the hybrid ice, that is, the higher the freezing ability.
ハイブリッドアイスは、冷凍能に優れているため、被冷凍品Aを冷凍し凍結させるための冷媒としての使用に適している。被冷凍品Aを冷凍する低温の冷媒としては、ハイブリッドアイス以外に、エタノール等の不凍液として使用される有機溶媒が挙げられる。しかしながら、これらの不凍液よりもハイブリッドアイスの方が熱伝導率が高く、比熱が高い。このため、ハイブリッドアイスは、不凍液のような他の0℃未満の冷媒よりも冷凍能が優れている点で有用である。 Since hybrid ice has excellent freezing ability, it is suitable for use as a refrigerant for freezing the frozen product A. In addition to hybrid ice, examples of the low-temperature refrigerant for freezing the frozen product A include organic solvents used as antifreezes such as ethanol. However, hybrid ice has higher thermal conductivity and higher specific heat than these antifreezes. For this reason, hybrid ice is useful in that it has better freezing ability than other refrigerants at temperatures below 0° C., such as antifreeze.
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。また本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更や上記実施の形態の組み合わせを施してもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the configurations described in the above-described embodiments, and can be considered within the scope of the claims. It also includes other embodiments and modifications. Further, various changes and combinations of the above embodiments may be made without departing from the gist of the present invention.
図1の仮想線に示すように、冷凍システムは、流路60内の氷スラリーSを排出する第2の氷スラリー戻管47を氷スラリー原料製造装置200に接続してもよい。第2の氷スラリー戻管47の下流端は、ブライン配管41とリターンパイプ44との切替弁43に接続してもよい。ただし、この場合の切替弁43は、三つの入力ポートと一つの出力ポートを備えるものとする。
As shown by the imaginary line in FIG. 1, the refrigeration system may connect a second ice
上述した実施形態における冷凍システムは、貯氷タンク500内に第1の濃度計測手段55を備え、流路60内に第2の濃度計測手段90を備えるとした。しかし、濃度計測手段55,90は、いずれか一方のみ備えるようにしてもよいし、備えないようにしてもよい場合もある。
The refrigeration system in the embodiment described above includes the first concentration measuring means 55 in the
上述した実施形態における氷スラリー原料製造装置200は、内筒32を有するドラム21を備えた。しかし、氷スラリー原料製造装置200は、ブラインやリターンパイプ44から戻された氷スラリーSが噴射される面を平面としたプレートによって構成してもよい。このプレートの内面には、冷媒クリアランスが設けられる。
The ice slurry raw
図1の仮想線に示すように、冷凍システムは、流路60内の氷スラリーSを排出する第2の氷スラリー戻管47を氷スラリー原料製造装置200に接続してもよい。第2の氷スラリー戻管47の下流端は、ブライン配管41とリターンパイプ44との切替弁43に接続してもよい。ただし、この場合の切替弁43は、三つの入力ポートと一つの出力ポートを備えるものとする。また、リターンパイプ44や氷スラリー戻管46、第2の氷スラリー戻管47の上流端は、フィルタ(図示せず)を備えてもよい。
As shown by the imaginary line in FIG. 1, the refrigeration system may connect a second ice
上述した実施形態における冷凍システムは、リターンパイプ44に備えられたバイパス管に第1の濃度計測手段55を備え、流路60内に第2の濃度計測手段90を備えるとした。しかし、濃度計測手段55,90は、いずれか一方のみ備えるようにしてもよいし、備えないようにしてもよい場合もある。
The refrigeration system in the embodiment described above includes the first concentration measuring means 55 in the bypass pipe provided in the
また、第1の濃度計測手段55は、貯氷タンク500内に備えられてもよい。この場合の濃度計測手段55は、温度計と濃度計と密度計の計器を備え、これらの計器から計測される温度と濃度と密度の電気信号からフレークアイスの濃度を算出する。この第1の濃度計測手段55は、底面部51側と天面部53側の2か所の壁面部52の内面に固定されてもよい。フレークアイスの濃度が貯氷タンク500内で不均等であっても、それぞれの第1の濃度計測手段55によって、フレークアイスの平均的な濃度を検出することができる。
Further, the first concentration measuring means 55 may be provided within the
上述した実施形態では、貯氷タンク500内の氷スラリーSのフレークアイスの濃度や氷スラリーSの量によって、氷スラリー原料製造装置200が作動したり停止したりした。しかし、フレークアイスの濃度は、氷スラリー原料製造装置200の内筒の内周面の温度を変更することによって、調整してもよい。
In the embodiment described above, the ice slurry raw
例えば、フレークアイスの濃度が高いと、冷媒供給部39から冷媒クリアランス34への内筒冷凍冷媒の供給量を少なくし、内筒32の内周面の温度を上げる。あるいは、ブライン貯留タンク40から噴射部23へ供給するバージンのブラインを減量又は昇温する。そうすると、ブラインが内筒32の内周面に付着する量が減少し、貯氷タンク500内に落下するブラインが増加する。内筒32の内周面に付着するハイブリッドアイスが減少すると、ハイブリッドアイスを剥がし取って生成するフレークアイスが減少する。この減少したフレークアイスと増加したブラインとによって、氷スラリーSはフレークアイスの濃度が低下したものとなる。
For example, when the concentration of flake ice is high, the amount of the inner cylinder freezing refrigerant supplied from the
逆に、フレークアイスの濃度が低いと、冷媒供給部39から冷媒クリアランス34への内筒冷凍冷媒の供給量を多くし、内筒32の内周面の温度を下げる。あるいは、ブライン貯留タンク40から噴射部23へ供給するバージンのブラインを増量又は降温する。そうすると、ブラインが内筒32の内周面に付着する量が増加し、貯氷タンク500内に落下するブラインが減少する。内筒32の内周面に付着するハイブリッドアイスが増加すると、ハイブリッドアイスを剥がし取って生成するフレークアイスが増加する。この増加したフレークアイスと減少したブラインとによって、氷スラリーSはフレークアイスの濃度が増加したものとなる。
Conversely, when the concentration of flake ice is low, the amount of the inner cylinder freezing refrigerant supplied from the
上述した実施形態における貯氷タンク500は、撹拌手段54を備えた。しかし、貯氷タンク500は、撹拌手段54を備えることなく、貯氷タンク500自体が回転したり振動したりすることで、フレークアイスと冷却されたブラインとを混ぜるようにしてもよい。
The
上述した実施形態における被冷凍品Aは、食品等としたが、医薬品等であってもよい。 Although the frozen product A in the above-described embodiment is a food product, it may also be a pharmaceutical product or the like.
以上まとめると、本発明が適用される氷スラリー製造装置1は、次のような構成を取れば足り、各種各様な実施形態を取ることができる。
即ち、本発明が適用される氷スラリー製造装置1は、
供給されたブラインの一部からフレークアイスを生成し、供給されたブラインの残部を冷却する氷スラリー原料製造部(氷スラリー原料製造装置)200と、
前記氷スラリー原料製造部(氷スラリー原料製造装置)200によって生成された前記フレークアイスと冷却された前記ブラインとが供給され、前記フレークアイスと冷却された前記ブラインとを混合した氷スラリーを貯留する貯氷タンク500と、
を備える。
In summary, the ice
That is, the ice
an ice slurry raw material manufacturing unit (ice slurry raw material manufacturing device) 200 that generates flake ice from a part of the supplied brine and cools the remaining part of the supplied brine;
The flake ice produced by the ice slurry raw material production unit (ice slurry raw material production device) 200 and the cooled brine are supplied, and an ice slurry obtained by mixing the flake ice and the cooled brine is stored.
Equipped with
これにより、氷スラリー製造装置1は、氷スラリー原料製造部(氷スラリー原料製造装置)200においてブラインの一部からフレークアイスが製造され、ブラインの残部が冷却され、このフレークアイスとブラインとが貯氷タンク500内に貯留されることで、氷スラリーSを製造することができる。
As a result, in the ice
本発明が適用される氷スラリー製造装置1の一態様は、
前記貯氷タンク500内の氷スラリーS中のブラインを原水として前記氷スラリー原料製造部(氷スラリー原料製造装置)200に戻すリターンパイプ400、
を備える。
これにより、貯氷タンク500に貯留された氷スラリーS中のブラインがリサイクルのブラインとして氷スラリー原料製造部(氷スラリー原料製造装置)200に戻され、再利用することができる。
One aspect of the ice
a return pipe 400 that returns the brine in the ice slurry S in the
Equipped with
Thereby, the brine in the ice slurry S stored in the
本発明が適用される氷スラリー製造装置1の一態様は、
前記貯氷タンク500内の氷スラリーSを撹拌する撹拌部(撹拌手段)54、
を備える。
氷スラリー製造装置1は、撹拌部(撹拌手段)54を備えることにより、貯氷タンク500内で貯留されたフレークアイスとブラインとが混ぜられ、フレークアイスとブラインとを均一にした氷スラリーSを製造することができる。
One aspect of the ice
a stirring unit (stirring means) 54 that stirs the ice slurry S in the
Equipped with
The ice
本発明が適用される氷スラリー製造装置1の一態様は、
前記氷スラリー原料製造部(氷スラリー原料製造装置)200は、冷媒クリアランス34を有するドラム21と、前記冷媒クリアランス34に内筒冷凍冷媒を供給する冷媒供給部39と、
を備える。
これにより、氷スラリー原料製造部(氷スラリー原料製造装置)200は、ドラム21の冷媒クリアランス34に冷媒供給部39から内筒冷凍冷媒が供給されることで、ドラム21の温度を容易に制御し、生成するフレークアイスと冷却するブラインの割合を容易に調整することができる。
One aspect of the ice
The ice slurry raw material manufacturing unit (ice slurry raw material manufacturing apparatus) 200 includes a
Equipped with
As a result, the ice slurry raw material manufacturing unit (ice slurry raw material manufacturing device) 200 can easily control the temperature of the
本発明が適用される冷凍システムは、
本発明が適用される氷スラリー製造装置1と、
前記氷スラリーSによって被冷凍品を冷凍する冷凍装置6と、
を備える、
冷凍システムであって、
前記冷凍装置6は、
氷スラリーが循環する環状の流路60であって、2本の並列した直線ライン64と、当該2本の直線ライン64の隣り合った各端部同士を接続する2本の曲線ライン65とを有する流路60と、
氷スラリーに推進力を与える推進部80と、
少なくともいずれか一方の前記曲線ライン65を複数のレーンに分割するガイドベーン70と、
を備える。
The refrigeration system to which the present invention is applied is
An ice
a freezing
Equipped with
A refrigeration system,
The
An
a
a
Equipped with
これにより、冷凍システムは、氷スラリー製造手段1によって製造された氷スラリーSが流路60内を流れるようにして、流路60内に置かれた被冷凍品Aを氷スラリーSによって包むようにして良好に冷凍することができる。
As a result, the refrigeration system can operate smoothly by causing the ice slurry S produced by the ice slurry production means 1 to flow through the
1:氷スラリー製造装置、200:氷スラリー原料製造装置(氷スラリー原料製造部)、21:ドラム、22:回転軸、23:噴射部、23a:噴射孔、24:剥取部、25:ブレード、26:フレークアイス排出口、27:上部軸受部材、28:噴射制御部、29:防熱保護カバー、30:ギヤードモータ、31:ロータリージョイント、32:内筒、33:外筒、34:冷媒クリアランス、38:ブッシュ、39:冷媒供給部、40:ブライン貯留タンク、41:ブライン配管、42:冷媒配管、44:リターンパイプ、45:氷スラリー供給管、46:氷スラリー戻管、47:第2の氷スラリー戻管、48:ノズル、500:貯氷タンク、54:撹拌手段(撹拌部)、55:濃度計測部(第1の濃度計測手段)、6:冷凍装置、60:流路、61:供給口、62:排出口(第1の排出口)、63:第2の排出口、64:直線ライン、65:曲線ライン、67:仕切部、68:底面部、69:冷凍領域、70:ガイドベーン、80:推進手段(推進部)、90:第2の濃度計測手段、A:被冷凍品、S:氷スラリー
1: Ice slurry manufacturing device, 200: Ice slurry raw material manufacturing device (ice slurry raw material manufacturing department), 21: Drum, 22: Rotating shaft, 23: Injection part, 23a: Injection hole, 24: Stripping part, 25: Blade , 26: Flake ice outlet, 27: Upper bearing member, 28: Injection control section, 29: Heat protection cover, 30: Geared motor, 31: Rotary joint, 32: Inner cylinder, 33: Outer cylinder, 34: Refrigerant clearance , 38: Bush, 39: Refrigerant supply section, 40: Brine storage tank, 41: Brine piping, 42: Refrigerant piping, 44: Return pipe, 45: Ice slurry supply pipe, 46: Ice slurry return pipe, 47: Second ice slurry return pipe, 48: nozzle, 500: ice storage tank, 54: stirring means (stirring section), 55: concentration measuring section (first concentration measuring means), 6: freezing device, 60: flow path, 61: Supply port, 62: Discharge port (first discharge port), 63: Second discharge port, 64: Straight line, 65: Curved line, 67: Partition section, 68: Bottom section, 69: Freezing area, 70: Guide vane, 80: Propulsion means (propulsion part), 90: Second concentration measurement means, A: Product to be frozen, S: Ice slurry
Claims (5)
生成された前記フレークアイスと冷却された前記ブラインの残部とを混合し氷スラリーを製造し、
製造した前記氷スラリーを貯留する貯氷タンクにおける前記フレークアイスの濃度を目標値に保持する制御を行う
氷スラリー製造装置。 producing flake ice from a portion of the supplied brine and cooling the remainder of the supplied brine;
mixing the generated flake ice with the cooled remainder of the brine to produce an ice slurry;
Control is performed to maintain the concentration of the flake ice at a target value in an ice storage tank that stores the produced ice slurry.
Ice slurry production equipment.
前記氷スラリー原料製造部によって生成された前記フレークアイスと、当該氷スラリー原料製造部によって冷却された前記ブラインの残部とが供給され、当該フレークアイスと冷却された当該ブラインの残部とを混合した氷スラリーを貯留する貯氷タンクと、を備える、
請求項1に記載の氷スラリー製造装置。 an ice slurry raw material production unit that generates the flake ice and cools the remainder of the brine;
The flake ice produced by the ice slurry raw material production unit and the remainder of the brine cooled by the ice slurry raw material production unit are supplied, and the ice is a mixture of the flake ice and the cooled remainder of the brine. An ice storage tank for storing slurry;
The ice slurry production apparatus according to claim 1.
を備える、
請求項2に記載の氷スラリー製造装置。 a return pipe that returns brine in the ice slurry in the ice storage tank to the ice slurry raw material manufacturing unit as raw water;
Equipped with
The ice slurry production apparatus according to claim 2.
を備える、
請求項2又は3に記載の氷スラリー製造装置。 The ice slurry raw material production unit includes a drum having a refrigerant clearance, a refrigerant supply unit that supplies an inner tube freezing refrigerant to the refrigerant clearance,
Equipped with
The ice slurry production apparatus according to claim 2 or 3.
前記氷スラリー原料製造部によって生成された前記フレークアイスと冷却された前記ブラインとが供給され、前記フレークアイスと冷却された前記ブラインとを混合した氷スラリーを貯留する貯氷タンクと、
前記貯氷タンクに貯留される前記氷スラリー中の前記フレークアイスの濃度を目標値に保持する制御を行う制御部と
を備える氷スラリー製造装置と、
前記氷スラリーによって被冷凍品を冷凍する冷凍装置と、
を備える、
冷凍システムであって、
前記冷凍装置は、
氷スラリーが循環する形状であり、氷スラリーに推進力を与える少なくとも1つの推進部
を備える、
冷凍システム。 an ice slurry raw material production unit that generates flake ice from a portion of the supplied brine and cools the remainder of the supplied brine;
an ice storage tank that is supplied with the flake ice produced by the ice slurry raw material production unit and the cooled brine and stores an ice slurry in which the flake ice and the cooled brine are mixed;
an ice slurry manufacturing apparatus comprising: a control unit that performs control to maintain a concentration of the flake ice in the ice slurry stored in the ice storage tank at a target value ;
A refrigeration device that freezes a frozen product using the ice slurry;
Equipped with
A refrigeration system,
The refrigeration device includes:
a shape in which the ice slurry circulates, and comprising at least one propulsion section that provides a propulsion force to the ice slurry;
Refrigeration system.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018101597A JP7370555B2 (en) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Ice slurry production equipment and refrigeration system |
| PCT/JP2019/016307 WO2019230232A1 (en) | 2018-05-28 | 2019-04-16 | Ice slurry manufacturing device and refigeration system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018101597A JP7370555B2 (en) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Ice slurry production equipment and refrigeration system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019207046A JP2019207046A (en) | 2019-12-05 |
| JP7370555B2 true JP7370555B2 (en) | 2023-10-30 |
Family
ID=68698791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018101597A Active JP7370555B2 (en) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Ice slurry production equipment and refrigeration system |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7370555B2 (en) |
| WO (1) | WO2019230232A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7667968B2 (en) * | 2021-01-13 | 2025-04-24 | 株式会社Boban | Cooling method and cooling device |
| US20240255202A1 (en) | 2021-07-20 | 2024-08-01 | Blanctec International Co., Ltd. | Ice-making device and ice-making method |
| CN115124103A (en) * | 2022-05-07 | 2022-09-30 | 北京中矿博能节能科技有限公司 | A kind of separation crystal elution system and its use method |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003056951A (en) | 2001-08-10 | 2003-02-26 | Kyushu Electric Power Co Inc | Ice slurry continuous making method and continuous ice making heat storage system therefor |
| JP2008057927A (en) | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Santebelle:Kk | Slurry ice, slurry ice manufacturing method and slurry ice manufacturing device |
| JP2009216329A (en) | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Technican:Kk | Method and device for manufacturing frozen object |
| JP3161237U (en) | 2010-01-15 | 2010-07-29 | 株式会社北海道ニーズ | Mobile sherbet ice making device |
| CN103706602A (en) | 2013-12-25 | 2014-04-09 | 天津大学 | Method and equipment for cleaning pipeline |
| WO2017086464A1 (en) | 2015-11-19 | 2017-05-26 | ブランテック株式会社 | Cold storage unit, moving body, ice slurry supply system, transport system for cold storage articles, cold storage method for cold storage articles, and transport method for cold storage articles |
| JP2018017490A (en) | 2016-07-29 | 2018-02-01 | ブランテック株式会社 | Flake ice manufacturing device, process of manufacture of ice, refrigerant and ice, process of manufacture of object to be cooled, process of manufacture of animal plant or object to be refrigerated for part thereof, process of manufacture of animal plant or its refrigeration agent, fresh animal plant to be frozen or its refrigeration agent, thawing object or its processed product and fresh animal plant or its freezing agent for the part thereof |
| JP2018021745A (en) | 2016-08-05 | 2018-02-08 | ティーエスプラント有限会社 | Quick freezing method and quick freezing apparatus |
| CN107837560A (en) | 2017-12-12 | 2018-03-27 | 东莞理工学院 | A kind of aqueous solution continuously freezes concentration systems and method |
-
2018
- 2018-05-28 JP JP2018101597A patent/JP7370555B2/en active Active
-
2019
- 2019-04-16 WO PCT/JP2019/016307 patent/WO2019230232A1/en not_active Ceased
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003056951A (en) | 2001-08-10 | 2003-02-26 | Kyushu Electric Power Co Inc | Ice slurry continuous making method and continuous ice making heat storage system therefor |
| JP2008057927A (en) | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Santebelle:Kk | Slurry ice, slurry ice manufacturing method and slurry ice manufacturing device |
| JP2009216329A (en) | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Technican:Kk | Method and device for manufacturing frozen object |
| JP3161237U (en) | 2010-01-15 | 2010-07-29 | 株式会社北海道ニーズ | Mobile sherbet ice making device |
| CN103706602A (en) | 2013-12-25 | 2014-04-09 | 天津大学 | Method and equipment for cleaning pipeline |
| WO2017086464A1 (en) | 2015-11-19 | 2017-05-26 | ブランテック株式会社 | Cold storage unit, moving body, ice slurry supply system, transport system for cold storage articles, cold storage method for cold storage articles, and transport method for cold storage articles |
| WO2017086462A1 (en) | 2015-11-19 | 2017-05-26 | ブランテック株式会社 | Ice making device, moving body, flake ice production device, and flake ice production method |
| JP2018017490A (en) | 2016-07-29 | 2018-02-01 | ブランテック株式会社 | Flake ice manufacturing device, process of manufacture of ice, refrigerant and ice, process of manufacture of object to be cooled, process of manufacture of animal plant or object to be refrigerated for part thereof, process of manufacture of animal plant or its refrigeration agent, fresh animal plant to be frozen or its refrigeration agent, thawing object or its processed product and fresh animal plant or its freezing agent for the part thereof |
| JP2018021745A (en) | 2016-08-05 | 2018-02-08 | ティーエスプラント有限会社 | Quick freezing method and quick freezing apparatus |
| CN107837560A (en) | 2017-12-12 | 2018-03-27 | 东莞理工学院 | A kind of aqueous solution continuously freezes concentration systems and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019207046A (en) | 2019-12-05 |
| WO2019230232A1 (en) | 2019-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2694972C1 (en) | Device for producing flake ice, a flake ice production system, a flake ice production method and a mobile object | |
| JP7370555B2 (en) | Ice slurry production equipment and refrigeration system | |
| CN102413702B (en) | An apparatus for thawing food products | |
| CA2983390C (en) | Method and device for delaying rigor mortis in fish | |
| TWI747517B (en) | Method for manufacturing frozen fresh animals and plants or parts thereof, and thawed objects or processed products | |
| US11353254B2 (en) | State change control device and state change control method | |
| JP2018017490A (en) | Flake ice manufacturing device, process of manufacture of ice, refrigerant and ice, process of manufacture of object to be cooled, process of manufacture of animal plant or object to be refrigerated for part thereof, process of manufacture of animal plant or its refrigeration agent, fresh animal plant to be frozen or its refrigeration agent, thawing object or its processed product and fresh animal plant or its freezing agent for the part thereof | |
| JP7148112B2 (en) | Refrigeration equipment and refrigeration system | |
| JP7296098B2 (en) | Apparatus for freezing food, method for freezing food, and method for manufacturing frozen food | |
| DK173153B1 (en) | Method and system for cooling slaughter heat pig carcasses | |
| JP3718148B2 (en) | Sea ice machine | |
| WO2019082918A1 (en) | Refrigeration device and refrigeration method | |
| JP2020022369A (en) | Aging method of meat | |
| JP6905739B2 (en) | Cooling device and cooling method | |
| JP6998577B2 (en) | Defrosting device and defrosting method | |
| WO2018110506A1 (en) | Production device and production method for flake ice | |
| JP2021108556A (en) | Cooling method and cooling apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20190708 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20200908 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210520 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220517 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220715 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221018 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221215 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230411 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230711 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20230807 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231003 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231011 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7370555 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |