【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
産業上の利用分野
本発明は、主として家庭で簡単にアイスクリー
ムやシヤーベツトを作る際や食品の冷却冷凍の際
に使用する蓄冷剤に関する。この蓄冷剤は蓄冷容
器に充填され、予め家庭用の冷凍庫で冷却して使
用されるものである。
従来の技術
従来のアイスクリーム製造機は、直冷式冷凍庫
の放熱フイン上にアイスクリーム容器を密着して
置き、本体のモータで撹拌羽根を回転させる冷凍
庫専用直接設置式アイスクリーマがある。この方
式は直冷式冷凍庫内でないと作れないという問題
点があつた。
また氷と塩を外容器に入れ、アイスクリーム材
料を入れた内容器を外容器の中に浸漬し冷却する
方式は、冷凍庫外でもアイスクリームができる
が、多量の氷と塩が必要であり問題であつた。
このため、蓄冷剤を蓄冷容器に充填し、予め家
庭用の冷凍庫で冷却してエネルギーを蓄えておき
アイスクリームを凝固させるのに使用する蓄冷式
のアイスクリーマが発明されていた。
これらに用いられている蓄冷剤は、Na，Ｃ，
KC，NH4Ｃや尿素等の水溶液であり、凝固
点は−５℃〜−25℃のものが用いられていた。
NaCの水溶液は７〜23重量％のものが主に
用いられており、これらの濃度における凝固開始
温度は−５℃〜−22℃となるが、凝固の完了は
NaCの飽和溶液23.1％の凝固温度−22.4℃以下
にならないと全てのH2Ｏが凝固しないことにな
る。そこで家庭用の冷凍庫温度は通常JISC9607
の試験法によると＊＊＊記号の製品で−18〜−21
℃であり、全てのH2Ｏが凝固せずに蓄えられる
エネルギーが少ないという問題点があつた。
KCの水溶液は飽和濃度19.3％の時凝固点が
−10.5℃と家庭用の冷凍庫で完全に凝固する。し
かし、凝固の際に、体積膨張率が大きく、蓄冷容
器を変形させるという問題点があつた。
NH4Ｃ水溶液もKC水溶液と同様に、飽和
濃度18，７％の時凝固点は−15.8℃であり、家庭
用の冷凍庫で完全に凝固する。しかし、凝固の際
の体積膨張率が大きく蓄冷容器を変形させるとい
う問題点があつた。
尿素の飽和水溶液は凝固点が−11℃であり、家
庭用の冷凍庫で完全に凝固する。しかし、凝固の
際の体積膨張率が大きく蓄冷容器を変形させると
いう問題点があつた。
また18％の尿素水溶液を50℃で10日間保つと、
下記に示す様な反応が起こりアンモニアを発生す
るので熱的に不安定で好ましくない。
NH2CONH2＋H2Ｏ→NH3＋CO2
発明が解決しようとする問題点
本発明は、NaC水溶液の様に蓄えられるエ
ネルギーが少ないという問題点を解決し、さら
に、KC，NH4Ｃ、尿素等の凝固の際の体積
膨張による容器の変形を防止するとともに、尿素
の分解によるアンモニアの発生等が無い安全な蓄
冷剤を提供することにある。
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するために、塩化カ
リウム14〜19.3重量％と、エチルアルコール、エ
チレングリコール、プロピレングリコールのうち
少なくとも１種を１〜３重量％含有し、残りを水
としたものである。
作 用
アイスクリーム材料は生クリーム、牛乳、卵、
砂糖、バニラエツセンス等よりなりその凝固開始
温度は約−２℃であり、−４℃〜−５℃で水分が
凝固しソフトクリーム状になる。
そこで蓄冷剤の凝固開始温度は−５℃よりもさ
らに低い−７℃付近が好ましい。
この温度で凝固を開始する蓄冷剤で最適の組成
は、塩化カリウム14〜19.3％水溶液であるが、凝
固による体積膨張率が大きく蓄冷容器を変形させ
るという問題点があつたが、これにエチルアルコ
ール、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル等の食品衛生的にも安全で、不凍液等に用いら
れている有機のアルコール類を添加することによ
り、これらの水溶液は−30℃でも完全に凝固しな
いので家庭用の冷凍庫では完全凝固せず、体積膨
張も少なく、蓄冷容器を変形させることが無いと
いう特徴がある。
エチルアルコール、エチレングリコール、プロ
ピレングリコールの添加が１％未満では、蓄冷容
器の変形を防止することができず、また３％を超
えて添加するとそれによる凝固点降下の影響が大
きく、完全に凝固しない水の量も大きくなるため
蓄えられるエネルギーが小さくなり好ましくな
い。通常450ｇのアイスクリーム材料は20分で−
４℃まで冷却されソフトクリーム状になるが、蓄
えられるエネルギーが小さい場合は、１時間撹拌
しても−４℃まで冷えないためにソフトクリーム
ができないという問題点がある。
実施例
以下本発明の実施例の一つである蓄冷式アイス
クリーマ用の蓄冷剤について述べる。
蓄冷式アイスクリーマ用の蓄冷剤として必要な
条件は次の様な項目である。
蓄冷剤の凝固温度が−５℃〜−21℃の範囲内
にあること。これは蓄冷剤の凝固温度がソフト
クリームの凝固温度−５℃以下であることが必
要であり、なおかつ、家庭用の冷凍庫で
JISC9607に示される試験法により＊＊＊記号
の製品の冷凍庫内温度−18℃〜−21℃よりも高
い温度で蓄冷剤が凝固することが必要であるか
らである。
凝固ならびに比熱により蓄えられるエネルギ
ーが大であること。
化学的および熱的に安定であり、分解等によ
り有毒ガスの発生等が無いこと。
毒性が無く、食品衛生上問題がないこと。こ
れは万一容器の外に漏れ出ても、人体に対し無
害であることが、食品の製造器には不可欠であ
る。
容器に対する腐蝕性が少ないこと。蓄冷容器
は熱伝導率の大きい材質が望ましく、アルミニ
ウムやジユラルミン、ステンレス等が用いられ
るので、これらの材質に対する腐蝕性の低いこ
とが必要である。
凝固の際の体積膨張の変化が少ないこと、こ
れは急激に全体が完全凝固すると容器に空隙部
を設け体積膨張を吸収出来る構成であつても急
に全体が凝固するので容器内の一部に過大な力
が加わり容器を変形させるからである。
これらの条件に適合する蓄冷剤組成と比較例を
表１に示す。
評価基準として、凝固開始温度を測定した。ア
イスクリームの凝固点が−５℃であるので凝固開
始温度は−５℃以下であることが必要である。
蓄えられるエネルギーの量としては、蓄冷剤
850ｇが−15℃で蓄冷されている状態から−７℃
になるまでの潜熱分と比熱分の総エネルギーの値
が38000Calより大きい時を○それ以下を×とし
た。38000Calとは450ｇ，20℃のアイスクリーム
材料の全ての水分を凝固させるのに必要な熱量で
ある。
容器の変形は、0.5mmのアルミニウム容器中に
蓄冷剤を充填し、−21℃に冷却した時、容器の変
形を起こしたものを×、変形の無いものを○とし
た。
以上の結果を総合評価して蓄冷剤として適合す
るものを○、適合しないものを×とした。
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to a cold storage agent mainly used when making ice cream or sherbet easily at home or when cooling and freezing food. This cold storage agent is filled into a cold storage container and cooled in advance in a household freezer before use. BACKGROUND ART Conventional ice cream making machines include a direct-installation type ice cream machine exclusively for freezers in which an ice cream container is closely placed on the heat dissipation fins of a direct cooling type freezer, and a stirring blade is rotated by a motor in the main body. The problem with this method was that it could only be made in a direct-cooling freezer. In addition, the method of putting ice and salt in an outer container and immersing the inner container containing ice cream ingredients in the outer container to cool it allows ice cream to be made outside the freezer, but it requires a large amount of ice and salt, which is a problem. It was hot. For this reason, a cold storage type ice cream machine was invented in which a cold storage container is filled with a cold storage agent, and the container is cooled in advance in a household freezer to store energy and then used to solidify the ice cream. The cold storage agents used in these are Na, C,
An aqueous solution of KC, NH 4 C, urea, etc., with a freezing point of -5°C to -25°C, was used. NaC aqueous solutions of 7 to 23% by weight are mainly used, and the solidification initiation temperature at these concentrations is -5°C to -22°C, but the completion of solidification takes a long time.
Unless the coagulation temperature of a 23.1% NaC saturated solution falls below -22.4°C, all of the H 2 O will not coagulate. Therefore, the temperature of home freezers is usually JISC9607.
According to the test method, -18 to -21 for products with *** symbol.
℃, and there was a problem that there was little energy that could be stored without all the H 2 O solidifying. An aqueous solution of KC has a freezing point of -10.5°C at a saturation concentration of 19.3%, and will completely solidify in a home freezer. However, there was a problem that the volumetric expansion coefficient was large during solidification, causing deformation of the cold storage container. Similar to the KC aqueous solution, the freezing point of the NH 4 C aqueous solution is -15.8°C at a saturation concentration of 18.7%, and it completely solidifies in a home freezer. However, there was a problem in that the volumetric expansion coefficient during solidification was large and caused deformation of the cold storage container. A saturated aqueous solution of urea has a freezing point of -11°C and will completely solidify in a household freezer. However, there was a problem in that the volumetric expansion coefficient during solidification was large and caused deformation of the cold storage container. Furthermore, if an 18% urea aqueous solution is kept at 50℃ for 10 days,
The reaction shown below occurs and ammonia is generated, which is thermally unstable and undesirable. NH 2 CONH 2 +H 2 O → NH 3 +CO 2Problems to be Solved by the Invention The present invention solves the problem that there is little energy stored in NaC aqueous solutions, and also It is an object of the present invention to provide a safe refrigerant that prevents deformation of a container due to volumetric expansion during solidification, and does not generate ammonia due to decomposition of urea. Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention contains 14 to 19.3% by weight of potassium chloride and 1 to 3% by weight of at least one of ethyl alcohol, ethylene glycol, and propylene glycol. , and the rest was water. Effect Ice cream ingredients are fresh cream, milk, eggs,
It is made of sugar, vanilla essence, etc., and its coagulation starting temperature is about -2°C, and the water solidifies at -4°C to -5°C, forming a soft cream-like product. Therefore, the solidification start temperature of the cold storage agent is preferably around -7°C, which is lower than -5°C. The optimal composition for a cold storage agent that starts solidifying at this temperature is a 14-19.3% aqueous solution of potassium chloride, but this had the problem that the volumetric expansion rate due to solidification was large and deformed the cold storage container. By adding organic alcohols, such as ethylene glycol, propylene glycol, etc., which are food hygienically safe and used in antifreeze, these aqueous solutions do not solidify completely even at -30°C, so they can be used in home freezers. It has the characteristics that it does not completely solidify, has little volumetric expansion, and does not deform the cold storage container. If the addition of ethyl alcohol, ethylene glycol, or propylene glycol is less than 1%, it will not be possible to prevent the deformation of the cold storage container, and if it is added in excess of 3%, the effect of lowering the freezing point will be large, resulting in water that does not completely solidify. Since the amount of energy increases, the amount of energy that can be stored decreases, which is undesirable. Usually 450g of ice cream ingredients can be made in 20 minutes.
When it is cooled down to 4°C, it becomes soft-serve ice cream, but if the stored energy is small, there is a problem in that even if it is stirred for 1 hour, it will not cool down to -4°C, making it impossible to make soft-serve ice cream. Embodiment A cold storage agent for a cold storage type ice cream machine, which is one of the embodiments of the present invention, will be described below. The conditions required for a cold storage agent for a cold storage type ice cream machine are as follows. The solidification temperature of the cold storage agent must be within the range of -5°C to -21°C. This requires that the freezing temperature of the cold storage agent is 5 degrees Celsius or lower than the freezing temperature of soft serve ice cream, and that it cannot be used in a home freezer.
This is because, according to the test method shown in JISC9607, the cold storage agent needs to solidify at a temperature higher than the freezer temperature of -18°C to -21°C for the product with the *** symbol. The energy stored by solidification and specific heat is large. It is chemically and thermally stable and does not generate toxic gases due to decomposition, etc. It is non-toxic and poses no food hygiene problems. It is essential for food manufacturing equipment that even if it leaks out of the container, it will be harmless to humans. Less corrosive to containers. The cold storage container is desirably made of a material with high thermal conductivity, and aluminum, duralumin, stainless steel, etc. are used, so it is necessary that these materials have low corrosivity. There is little change in volumetric expansion during solidification.This is because if the entire container suddenly completely solidifies, even if the container has a structure that can absorb the volumetric expansion by creating voids, the entire container will suddenly solidify, so some parts of the container will This is because excessive force is applied and the container is deformed. Table 1 shows cold storage agent compositions and comparative examples that meet these conditions. As an evaluation criterion, the solidification initiation temperature was measured. Since the freezing point of ice cream is -5°C, the solidification start temperature needs to be -5°C or lower. In terms of the amount of energy stored, cold storage agents
850g stored at -15℃ to -7℃
When the value of the total energy of latent heat and specific heat is greater than 38000 Cal, it is marked as ○, when it is less than that, it is marked as ×. 38000 Cal is the amount of heat required to solidify all the water in 450g of ice cream material at 20℃. Regarding container deformation, when a 0.5 mm aluminum container was filled with a refrigerant and cooled to -21°C, cases in which the container deformed were rated ×, and cases without deformation were rated ○. After comprehensively evaluating the above results, those that were suitable as cold storage agents were marked as ○, and those that were not suitable were marked as ×.
【表】
表１のNo.１はKCの濃度が14％未満では凝固
開始温度が−５℃以上であり−７℃を基準として
蓄えられるエネルギー量も少なく好ましくない。
No.２，３はKCの濃度が14〜19.3％でアルコ
ール類を１〜３％添加したものは凝固開始温度が
−５℃以下でありまた蓄えられるエネルギー量も
多く、容器の変形もなく好ましい。
No.４は、KCの濃度が飽和濃度19.3％を超え
たものは溶液に溶けず沈殿し、蓄えられるエネル
ギーが少なくなるばかりでなく、熱伝導率を低下
させるので好ましくない。
No.５は、エチルアルコール、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール等のアルコール類を含
まない組成であり、凝固の際の体積膨張率が大き
く、−20℃で完全に凝固し容器を変形させるので
好ましくない。
No.６に示す様にエチルアルコール量が３％を超
えるとこれらのアルコール類はvan′tHoffの法則
により凝固点降下を起こし、凝固しない水の量が
増えて蓄えられるエネルギーが低下するので好ま
しくない。
以上の結果より、蓄冷剤の最適組成範囲を次に
示す。
塩化カリウム14〜19.3％とエチルアルコー
ル、エチレングリコール、プロピレングリコー
ルのうち少なくとも１種を１〜３重量％含有
し、残りが水からなるもの。
次にこれらの蓄冷剤を使用した蓄冷式アイスク
リーマの断面を図に示す。
図の蓄冷容器１の内部に、表１のNo.２に示す蓄
冷剤２が充填されている。蓄冷容器１の内部には
蓄冷剤の体積膨張による容器の変形を防止する為
に空隙部３が設けられている。また蓄冷剤の冷却
とアイスクリームを作成する時の時間を短縮する
ために熱伝導率の良いフイン４が設けられてい
る。
蓄冷容器１は、アイスクリーム容器と一体にな
つており、この中にアイスクリーム材料５を入
れ、撹拌羽根６をモータ部７により回わし材料を
撹拌する。
モータ部７は上蓋８に固定できるようになつて
いる。
また蓄冷容器１は断熱ケース９の内側に収納さ
れ放熱を防止する構成になつている。
次に各構成部について詳しく述べる。
蓄冷容器１の材質は熱伝率の良い、アルミニウ
ムやアルミニウム系合金または耐蝕性の良いステ
ンレス等でも良い。蓄冷剤は表１に示したNo.２の
他にNo.３を用いても良い。
空隙部３は蓄冷剤が凝固により体積膨張を起こ
しても容器の変形を防止できるように蓄冷容積の
15〜25％になるように設計されている。
フイン４は蓄冷容器１を冷却する際に蓄冷剤２
が冷却され良いように熱伝導率を向上させること
と、アイスクリームを作る際に蓄冷剤２の熱を効
率良く伝える為に設けられており熱伝導率の良い
アルミニウム系の材質が適している。
次にアイスクリームの作り方について述べる。
蓄冷容器１を家庭用冷凍庫の＊＊＊記号の有る
冷凍庫内に約７時間放置し−15℃に冷却する。ア
イスクリーム材料として、生クリーム200c.c.と牛
乳200c.c.を鍋に入れ加熱した後、砂糖45ｇとバニ
ラエツセンス２〜３滴を加える。別のボールに卵
黄２個を入れよくかきまぜた後、前述の牛乳溶液
と混合し、再び約80℃になるまで加熱後、材料温
度が20℃になるまで冷却してアイスクリーム材料
５を作成した。
冷凍庫より前述の蓄冷容器１を取り出し、その
中にアイスクリーム材料５を入れさらに、撹拌羽
根６を入れ、上蓋８を乗せ、さらにモータ部７を
上蓋に固定し、これらを断熱ケース９の中に入れ
る。次にモータ部の電源を入れて、撹拌羽根６を
回転させながら、アイスクリーム材料５を冷却す
ると約20分後にアイスクリーム材料５は−４℃に
なり、きめ細く、品質の良いソフトクリームが得
られた。
発明の効果
以上述べたように、本発明の蓄冷剤は、主とし
て、家庭用の冷凍庫で冷却することにより、最大
のエネルギーが蓄えられ、これにより短時間で、
きめの細いアイスクリームが出来るという効果を
有する。
また、本蓄冷剤は食品衛生的にも害が無く、凝
固により容器の変形を起こさず、アイスクリーム
やシヤーベツトを作る際や、食品の冷却や冷凍に
使用する際に最適の蓄冷剤である。[Table] In No. 1 of Table 1, when the concentration of KC is less than 14%, the solidification initiation temperature is -5°C or higher, and the amount of energy stored is also small based on -7°C, which is not preferable. Nos. 2 and 3 have a KC concentration of 14-19.3% and 1-3% alcohol added, which is preferable because the solidification start temperature is -5℃ or lower, the amount of energy stored is large, and there is no deformation of the container. . No. 4 is undesirable because if the KC concentration exceeds the saturation concentration of 19.3%, it will not dissolve in the solution and will precipitate, which will not only reduce the stored energy but also reduce the thermal conductivity. No. 5 has a composition that does not contain alcohols such as ethyl alcohol, ethylene glycol, and propylene glycol, and has a large volumetric expansion coefficient during coagulation, and is not preferable because it completely coagulates at -20°C and deforms the container. As shown in No. 6, if the amount of ethyl alcohol exceeds 3%, these alcohols cause a depression of the freezing point according to van'tHoff's law, which is undesirable because the amount of uncoagulated water increases and the stored energy decreases. Based on the above results, the optimal composition range of the cold storage agent is shown below. Contains 14 to 19.3% potassium chloride, 1 to 3% by weight of at least one of ethyl alcohol, ethylene glycol, and propylene glycol, and the remainder is water. Next, a cross-section of a regenerator ice cream machine using these regenerators is shown in the figure. A cold storage agent 2 shown in No. 2 of Table 1 is filled inside the cold storage container 1 shown in the figure. A cavity 3 is provided inside the cold storage container 1 to prevent deformation of the container due to volumetric expansion of the cold storage agent. In addition, fins 4 with good thermal conductivity are provided in order to reduce the time required to cool the cold storage agent and make ice cream. The cold storage container 1 is integrated with an ice cream container, and ice cream material 5 is put therein, and stirring blades 6 are rotated by a motor section 7 to stir the material. The motor section 7 can be fixed to the upper lid 8. Furthermore, the cold storage container 1 is housed inside a heat insulating case 9 to prevent heat radiation. Next, each component will be described in detail. The material of the cold storage container 1 may be aluminum or an aluminum alloy having good heat conductivity, stainless steel having good corrosion resistance, or the like. As the cold storage agent, No. 3 may be used in addition to No. 2 shown in Table 1. The cavity 3 is designed to prevent the container from deforming even if the cold storage agent undergoes volumetric expansion due to solidification.
It is designed to be 15-25%. The fins 4 contain the cold storage agent 2 when cooling the cold storage container 1.
An aluminum-based material with good thermal conductivity is suitable because it is provided to improve thermal conductivity so that ice cream can be cooled well and to efficiently transfer heat from the cold storage agent 2 when making ice cream. Next, I will explain how to make ice cream. Cool storage container 1 is left in a household freezer with the *** symbol for about 7 hours and cooled to -15°C. For the ice cream ingredients, put 200 c.c. of fresh cream and 200 c.c. of milk in a pot and heat, then add 45 g of sugar and 2-3 drops of vanilla essence. After putting two egg yolks in a separate bowl and stirring well, they were mixed with the milk solution mentioned above, heated again to about 80°C, and then cooled until the material temperature reached 20°C to create ice cream ingredient 5. . The above-mentioned cold storage container 1 is taken out from the freezer, ice cream ingredients 5 are put therein, stirring blades 6 are put therein, a top lid 8 is placed thereon, a motor section 7 is fixed to the top lid, and these are placed in a heat insulating case 9. put in. Next, turn on the power to the motor section and cool the ice cream material 5 while rotating the stirring blade 6. After about 20 minutes, the ice cream material 5 will reach -4°C, and you will be able to obtain fine-grained, high-quality soft serve ice cream. It was done. Effects of the Invention As described above, the cold storage agent of the present invention stores maximum energy mainly by cooling it in a household freezer, and as a result, in a short time,
It has the effect of producing ice cream with a fine texture. In addition, this cold storage agent is harmless in terms of food hygiene and does not cause deformation of the container due to solidification, making it the perfect cold storage agent for making ice cream or sherbet, or for use in cooling or freezing food.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
図は本発明の一実施例の蓄冷剤を使用したアイ
スクリーマの断面図である。
１……蓄冷剤容器、２……蓄冷剤、５……アイ
スクリーム材料、６……撹拌羽根、７……モータ
部。
The figure is a sectional view of an ice cream machine using a cold storage agent according to an embodiment of the present invention. 1... Cold storage agent container, 2... Cold storage agent, 5... Ice cream material, 6... Stirring blade, 7... Motor section.