JPH08219617A - 食品冷凍用トンネルフリーザ - Google Patents
食品冷凍用トンネルフリーザInfo
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Abstract
ィン式熱交換器に頼る事無く、伝熱効率の良い衝突噴流
式冷却を可能とするとともに、冷却コイルへの霜付を皆
無とし、且つ食品の冷却冷凍に最適の複数ゾーンよりな
る食品衝突噴流式トンネルフリーザを提供する。 【構成】 ネットコンベア14を設けたトンネル式冷却
器31を3分割し、上流より下流に向け液滴除去用の第
1ゾーン10と、急速冷却用の第2ゾーン11と、保冷
用の第3ゾーン12とを配設し第1ゾーンにはTe=0
℃〜ー1℃の冷媒を供給するようにし、第2及び第3ゾ
ーンにはTe=−40℃の冷媒を供給するように構成す
る。
Description
トンネルフリーザ、特に食品に低温冷気流を衝突させな
がら食品を冷凍するためのトンネルフリーザに関する。
るトンネルフリーザは、被冷却物(食品)をベルトコン
ベアやネットコンベア上に載置してトンネル内の冷却帯
域に連続的に導入移送し、前記冷却帯域内の冷気ガス化
した冷ガスに強制対流を起こさせ移送中の前記被冷却物
の周囲に攪拌ガス流を起こさせたり、被冷却物の移送方
向に対し向流または平行流をなす冷ガス流を起こして冷
却する冷凍方式を取っている。
面と冷ガスとの接触による伝熱と、冷ガス同志の間の伝
熱に分離して考えられるが、前記接触伝熱はガス流の流
れが速いほど効果がある。後者の冷ガス同志の間の伝熱
はガス流が層流をなしているとき熱伝達率の向上は考え
られない。即ち、上記、一様流の冷却ないし冷凍方式の
場合は、冷ガス間の熱伝達係数の向上が望めず、結果的
に伝熱性能が悪く大風量、大伝熱面積の冷却器を必要と
してきた。
は、冷ガス塊を細かく分散乱流状態とし、前記ガス塊の
表面で被冷却物の表面に接触させるのではなく前記ガス
塊を分散粒子状態とし、該分散粒子をきめ細かく接触さ
せることが必要であることが分かり、そのため、ガス流
を多数の低温高速スリット状のジェット気流に分散して
被冷却物表面に直角に衝突させ、被冷却物表面を低温高
速乱流ガス流中に置き、冷却効率を挙げるという、いわ
ゆる衝突噴流理論が提案され、該理論を応用した食品ト
ンネルフリーザが開発され、被冷却物面の熱伝達係数の
大幅な改善がみられるている。然し、このフリーザで
は、衝突噴流源である空気冷却器等は従来のプレートフ
ィン式の熱交換器が使用され、さらに、衝突噴流を形成
するための整流板、スリット、ノズルを必要とし、本来
の目的であるフリーザの小型化、大容量化を図るには十
分でない状況にある。
過程において、主に暖かい未冷凍の食品から発生する水
蒸気が冷却器内の冷却コイルのコイル列の入り口部に集
中して霜を形成し、冷却コイル列の障害となり、冷ガス
の流れを妨害し冷凍器の機能も低下させ、製品の凍結塊
の形成状態が不安定となり、連続運転が困難となり生産
を停止せざるを得ない状況が惹起され、運転効率を低下
させる問題点がある。
1ー38789号公報記載の発明においては、予冷却ユ
ニット付冷凍装置が開示されている。上記発明の概略の
構成は図7に示すように、ネットコンベアが配設された
トンネルフリーザ52と、予冷却ユニット53と、冷却
器コイル列54と、前記トンネルフリーザ52の出口近
くの上部より予冷却ユニット53の出口へトンネルフリ
ーザ52の冷却空気を送る流入管55と、前記予冷却ユ
ニット53の入り口よりトンネルフリーザ52の冷却コ
イル列の吸気側へ連結するようにした流出管56とより
構成してある。そして、前記冷却空気はトンネルフリー
ザ上部より流入管55を経由して予冷却ユニット出口よ
り該ユニットに入り食品の流れに逆行して該ユニットの
入り口に至り、流出管56を介してコイル列57の吸気
側へ戻るように構成し、冷凍装置内の空気の均衡維持を
図り霜が全コイル列に一様に均等分散するようにしたも
のである。
温度に対する食品冷凍上必要とする温度的配慮及び、霜
発生の原因である水蒸気の除去に対する配慮は皆無で、
ただ、霜が全コイル列全域にわたり均等に発生するよう
にして、霜取りのための運転休止の合間を長くしただけ
のものである。
につれ、冷却冷凍過程を温度及び時間的に分割し、例え
ば予冷過程と急速冷凍過程と保冷過程とに分け、食品中
の自由水の結晶化による未凍結部分の細胞を圧迫しドリ
ップの細胞からの流出を防止することが強く望まれ、そ
のためにも連続トンネルの流れ方向に、冷却温度別にゾ
ーン化を図ることが食品トンネルフリーザの計画上必須
事項と考えられてきていている。例えば、特公昭55ー
9623号公報記載の発明に開示されているように、図
8の要部断面図に示すように、冷却帯域60の内部は被
冷却物の移送方向に複数の区画61、62、63、64
に分割し、該区画内にはそれぞれ送風機65、65、6
5、65が設けられ、中央に被冷却物を移送するコンベ
ア66が設けられ該コンベア上には前記区画61、6
2、63、64に対応した仕切り部材67が設けられ、
被冷却物を矢印A方向に一定ピッチずつ間欠的に移送す
る構成にしてある。なお、68は被冷却物の投入口であ
る。
向の下手側にある区画63、64に於いては被冷却物の
最終所望の冷却温度に対応する冷ガスをノズル69、7
0より噴出充満させ、移送方向の上手側にある区画6
1、62であつて被冷却物に単に予冷的に冷却すればよ
いだけの区画に対しては低温液化ガスの噴出を行なわず
通常の熱交換器71を以て区画内雰囲気を冷却するよう
にしたものである。但しこの場合は各区画ごとに冷ガス
ないし冷却空気を移送方向を横切る点線矢印に示すよう
に循環させ、一部を外部へ放出するようにしてある。
来技術は食品の冷却冷凍のため特別に提案されたもので
なく、効率の良い冷却装置の提供を目的としたものであ
る。このためトンネルフリーザ内を複数の温度域に区分
し、複数ゾーン化を図ったものである点においては本発
明に類似する、食品の冷凍を考慮したものでないため
に、次の様な問題が生じる。即ち前記従来技術において
は、予冷域を本凍結に用いる低温液化ガスの気化による
温度ゾーンを設定しているために、予冷域は必然的に0
℃以下の温度ゾーンとなり、この為かかる冷凍装置では
食品の冷却冷凍に使用した場合、食品より発生する水蒸
気による冷却コイルへの霜付除去のため長時間の休転を
余儀なくさせられている問題がある。
仕切板により仕切られている為に、コンベアを用いた場
合でも間欠駆動をせざるを得ず、生産性に問題がある。
又食品は一般に速やかに最大氷結晶生成帯を短時間で通
過完了する必要があるために、衝突噴流式が適切である
が、前記いずれの技術においても衝突噴流式の細隙より
噴出させるジェット気流に対する整流板やノズル及びス
リットを持った適切な熱交換器がなく、従来のプレート
フィン式熱交換器で衝突噴流式を採用すると、ジェット
噴流生成手段の上側にプレートフィン式熱交換器を配設
する必要があり、必然的に大型化してしまう。
で、食品の冷却冷凍において、従来のプレートフィン式
熱交換器に頼る事無く、伝熱効率の良い衝突噴流式冷却
を可能とするとともに、冷却コイルである蒸発器への霜
付を皆無とし、且つ食品の冷却冷凍に最適の複数ゾーン
よりなる食品衝突噴流式トンネルフリーザの提供を目的
とするものである。
的課題を達成する為に、食品移送手段を介して食品を、
トンネル内の所定温度域ゾーンに順次移送させながら所
定温度までの冷凍を行うトンネルフリーザにおいて、前
記温度域ゾーンを食品移送方向に沿って複数の温度域ゾ
ーンに分割するとともに、トンネル内に食品が導入され
る最初の温度域ゾーンを約0〜5℃の温度域の非凍結温
度域ゾーンに設定するとともに、前記非凍結温度域ゾー
ン(以下第1ゾーンという)で蒸発した水蒸気を液滴と
して除去する除去手段を設け、該除去手段により前記非
凍結温度域で食品の不要な水蒸気を除去した後、食品が
冷凍温度域ゾーンに侵入可能に構成した事を特徴とす
る。尚水蒸気を液滴として除去する除去手段としては後
記実施例に示すように、0〜1℃の熱交換コイルで過冷
却して液滴化してもよく、又フィルタ等で除去してもよ
い。
温度域ゾーンは、例えば最大氷結晶生成帯を短時間で通
過完了する急速冷凍用の第2ゾーンと、冷却保存する保
冷用の第3ゾーンとにより構成し、且つ第1ゾーンと第
2ゾーンとの間のコンベア上方域には冷ガス遮断用の隔
壁を設ける構成とするのがよい。尚、前記隣接するゾー
ン間の温度遮断をスリット状の冷気カーテンにより行っ
てもよく、又隔壁により行ってもよいが、いずれにして
も前記食品移送手段をベルト若しくはネットコンベアで
構成し、前記トンネル内を食品が連続移送可能に構成す
ることにより、生産性の向上につながる。
圧縮機で構成するとともに、非凍結温度域ゾーン生成後
の冷媒ガスを前記2段圧縮機の高段側に直接導入可能に
構成するのがよい。
段を介してトンネル内に導入させた食品に低温冷気流を
衝突させながら、食品の冷凍を行うトンネルフリーザに
おいて、移送方向に対しほぼ直交する方向に沿って平行
に延在する略断面略矩形状の冷媒通路を、スリット空隙
を介して多数本配設し、前記スリット空隙を通過する冷
気流が前記通路内の冷媒と熱交換しながら高速化して食
品に衝突可能に構成した事を特徴とする。この場合、前
記熱交換通路内を循環する冷媒ガスの温度を所定ゾーン
毎に異ならせ、前記スリット空隙を通過する冷気流の温
度域ゾーンを食品移送方向に沿って複数の温度域ゾーン
に分割することにより、前記第一発明が容易に達成され
る。
冷凍系を2段圧縮機で構成するとともに、食品導入側に
位置する温度域ゾーン通過後の冷媒ガスを前記2段圧縮
機の高段側に直接導入可能に構成するのがよい。
冷却温度0〜5℃の第1ゾーンを設けた為に、第1ゾー
ンで、食品より発生した無用の水蒸気は液滴として除去
される為に、その後の凍結温度域ゾーンで蒸発する水蒸
気が大幅に削減され、又第1ゾーンは0℃以上の温度域
であるために、前記第1ゾーンで過冷却した水蒸気は液
滴として容易に除去され、第1ゾーンでも霜として付着
する事がない。その結果、霜除去のためのデフロスト運
転の間隔を大幅に長くして運転効率を挙げることが出来
る。又前記第1ゾーンで食品は0〜5℃前後に冷却され
ているために、次段の急速冷凍用の第2ゾーンで食品は
最大氷結晶生成帯を短時間で通過することができ、食品
中の自由水の結晶化による未凍結部分の細胞を圧迫する
ことにより、惹起されるドリップ等を有効に防止でき、
良好な食品冷凍を行なうことができる。
に低温凍結を行う食品の場合は、軸動力の低減を図る為
に、冷凍系の圧縮機を2段圧縮機にすることが好ましい
が、この際第1ゾーン通過後の冷媒ガス温度は約0℃
で、一方次段以降の凍結ゾーン通過後の冷媒ガス温度は
−30〜−40℃前後となる。
ガスはを前記2段圧縮機の高段側に直接導入し、一方次
段以降の凍結ゾーン通過後の−40℃前後の冷媒ガス温
度は低段側に入れるのがよい。
スリット空隙を介して多数本配設することにより、該ス
リット空隙を介してジェット冷気ガスが生成出来るとと
もに、該冷気ガスが通路を介して直接通路内の冷媒と熱
交換でき、好ましい。この結果前記通路とその配設構造
によりプレートフィン式熱交換器や整流板、ノズル等と
兼用出来る為に、装置の小型化もしくは大容量化を図る
ことが出来る。
食品移送手段をベルト若しくはネットコンベアで構成
し、前記トンネル内を食品が連続移送可能に構成するこ
とが出来、生産性の向上につながる。
を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載
されている構成部品の寸法、形状、その相対的位置等は
特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそ
れに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
図1は、本発明の食品衝突噴流式トンネルフリーザの概
略の構成を示す縦断面図で、図2は横断面図で、図3は
冷媒通路の配設構成を示し、図4は予冷ゾーンにおける
冷ガス中に発生した液滴が蒸発器表面にそって滴下する
状況を示す図で、図5は冷媒通路とスリットの関係を示
す模式的断面図、図6は冷媒通路の全体平面図である。
式トンネルフリーザは、食品を矢印方向に移送するネッ
トコンベア14を設けたトンネル式冷却器31を3つの
ゾーンに分割し、食品導入方向に沿って上流より下流に
向け食品の水蒸気蒸発させ、該水蒸気を液滴として除去
する第1のゾーン10と、最大氷晶生成帯を短時間で通
過完了しうる急速凍結用の第2ゾーン11と、凍結保存
する保冷用の第3ゾーン12とを順次配設し、第1ゾー
ン10で3〜5℃の高速冷気ガスを食品に衝突させるこ
とにより、食品表面の無用の水蒸気を除去し、第2ゾー
ン11で−30〜−40℃の高速冷気ガスを食品に衝突
させることによりドリップを防止しながら急速凍結、第
3のゾーンで−40℃前後の高速冷気ガスを食品に衝突
させることにより冷凍の安定化を図るゾーン式トンネル
フリーザを構成する。なお、第1ゾーン10と第2ゾー
ン11との間には温度差があるために冷ガス遮断用の隔
壁24を設ける構成とした。
ップリング32を介してモ−タ33に連結された冷凍用
の2段圧縮機で、第2及び第3ゾーンに配設された冷媒
通路20B、20C通過後の冷媒ガス(−30℃前後)
は低段側15Aに導入されて低段圧縮が行われ(約5℃
程度に昇温)、該低段で圧縮された冷媒ガスは第1ゾー
ン10に配設された冷媒通路20A通過後の冷媒ガス
(5℃前後)と混合されて高段側15Bに導入され、高
段圧縮される。
縮ガスは、凝縮器16にて液化され、液化後の冷媒は所
定に開度調整された夫々の膨張弁22A〜20Bにより
膨張され、第1ゾーン10では、0〜1℃の冷媒ガス
に、第2及び及び第3ゾーンでは−40℃にそれぞれ設
定している。熱交換器17、18、19は、図2、図5
及び図6に示すように、断面薄型矩形の横長コの字状に
形成した冷媒通路20A〜20Cをコンベア14の上部
を横断するように平行に多数本配設し、隣接する通路間
及び通路に挟まれるスリット空隙29を設けるととも
に、該通路20A〜20C内を冷媒ガス39が循環可能
に中空状に形成する。
20B、20Cそれぞれの通路間は図6に示すようにコ
イル状の熱交換コイル38にて連結し、各ゾーン毎に閉
回路にて前記冷媒ガスの循環を確保する。そして前記熱
交換コイル38は各ゾーン毎のコンベア14の側部に配
設された予冷クーラ17内に収納されている。
ン21A、21Cを各ゾーン毎に設け、前記コンベア1
4に衝突して奪熱を行った冷気ガスを前記熱交換コイル
38と熱交換させて再度冷却して冷媒通路20上方に循
環し、該再冷却した冷気ガスを前記通路間のスリット空
隙29を通す事により、高速化且つ通路内の冷媒ガスと
熱交換させて高速ジェット冷気ガス流30をコンベア1
4上の食品に衝突させる。なお、図5に示すように前記
スリット(冷却板間隙)28の間隙を、L=1mm〜8
mmに構成し、ジェット冷気ガス流30の速さを10〜
25m/sに設定した場合、熱伝達係数を100〜20
0Kcal/m2×h×℃ が得られた。尚前記冷媒通
路20は、コンベア14上部を横断する複数の並列冷媒
通路20により構成しても良い。
7の下方底部には図3に示すように、ドレーン受け26
が配設され、0〜1℃の熱交換コイル38との接触によ
り水蒸気が過冷却され、該コイル30に付着した液滴が
ドレーン受け26に落下するように構成されている。な
お、第1ゾーン10と第2ゾーン11との間には前記の
ように冷ガス遮断用の隔壁24を設け、水蒸気を多分に
含んだ第1ゾーン10の冷ガスが第2ゾーン11に移行
する事なく第2ゾーン11の蒸発器18の表面での霜の
発生を防止する構成としてある。
トコンベア上に載置された食品はネットコンベア14の
移動にしたがって第1ゾーン10内に侵入する。第1ゾ
ーン10ではネットコンベア下方に配設された還流ファ
ンの吸引によりトンネルフリーザ上方に位置する空気が
前記冷媒通路20のスリット空隙29を通って、高速化
されるとともに通路内の冷媒ガスと熱交換させて0〜5
℃、好ましくは3〜5℃の高速ジェット冷気流30を生
成し、該ジェット気流をコンベア14上の食品に衝突さ
せる。これにより食品より無用な水蒸気が蒸発して、該
水蒸気は奪熱後の冷気ガス流とともに還流ファン21に
より予冷クーラ17内に導かれ、該予冷クーラ17内で
0〜1℃の熱交換コイルとの接触により水蒸気が過冷却
され該コイルに付着する。そしてコイルに付着した液滴
がドレーン受け26部に落下する。
交換コイル38と熱交換させて再度冷却して冷媒通路2
0上方に循環し、以下前記動作を繰り返す。尚、前記熱
交換コイル38は0℃以上の温度域であるために、前記
コイル38に付着した水蒸気は液滴として容易に下方に
落下除去され、前記冷媒通路20のスリット空隙29に
霜として付着する事がない。そして無用の水蒸気を除去
した食品は次段の急速冷凍用の第2ゾーン11に侵入し
て該ゾーンで、冷媒通路20のスリット空隙29を通過
する−40℃前後の低温高速ジェット冷気流30が食品
と接触し、これにより該食品は最大氷結晶生成帯を短時
間で通過することができ、食品中の自由水の結晶化によ
る未凍結部分の細胞を圧迫することにより、惹起される
ドリップ等を有効に防止でき、良好な食品冷凍を行なう
ことができる。そして第3ゾーン12で更に凍結温度を
安定化させてコンベア14によりフリーザ25外に食品
を排出される。
よりなるプラス温度に制御する液滴除去用の第1ゾーン
を設けたため、第1ゾーンで、食品より発生した水蒸気
は奪熱後の冷ガス中に混在させ、所定の箇所に設けた液
滴除去手段により液滴として除去されるために、霜とし
て第1ゾーンや次工程の凍結ゾーンに付着する事なく、
又次工程で僅かに前記スリット壁に付着しても前記ジェ
ット気流のため吹き飛ばすことができる。その結果、霜
除去のための休転の合間を長くして運転効率を高め、ノ
ンデフロスト長時間連続運転を可能にすることが出来
る。
ット気流の形成と冷却を、スリット状に形成された路壁
構造を持った冷媒通路20と還流ファンその他の吸引手
段とより構成としたため、プレートフィン式熱交換器や
整流板、ノズル等は不要となり、装置の飛躍的小型化も
しくは大容量化を図ることが出来る。等の種々の著効を
有す。
の構成を示す縦断面図である。
水蒸気を液滴として滴下する状況を示す図である。
る。
断面図である。
る。
面図である。
概略要部断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 食品移送手段を介して食品を、トンネル
内の所定温度域ゾーンに順次移送させながら所定温度ま
での冷凍を行うトンネルフリーザにおいて、 前記温度域ゾーンを食品移送方向に沿って複数の温度域
ゾーンに分割するとともに、トンネル内に食品が導入さ
れる最初の温度域ゾーンを約0〜5℃の温度域の非凍結
温度域ゾーンに設定するとともに、前記非凍結温度域ゾ
ーンで蒸発した水蒸気を液滴として除去する除去手段を
設け、該除去手段により前記非凍結温度域で食品の不要
な水蒸気を除去した後、食品が冷凍温度域ゾーンに侵入
可能に構成した事を特徴とするトンネルフリーザ - 【請求項2】 前記食品移送手段をベルト若しくはネッ
トコンベアで構成し、前記トンネル内を食品が連続移送
可能に構成した請求項1記載のトンネルフリーザ - 【請求項3】 前記トンネルフリーザの冷凍系を2段圧
縮機で構成するとともに、非凍結温度域ゾーン生成後の
冷媒ガスを前記2段圧縮機の高段側に直接導入可能に構
成した請求項1記載のトンネルフリーザ - 【請求項4】 食品移送手段を介してトンネル内に導入
させた食品に低温冷気流を衝突させながら、食品の冷凍
を行うトンネルフリーザにおいて、 移送方向に対しほぼ直交する方向に沿って平行に延在す
る略断面略矩形状の冷媒通路を、スリット空隙を介して
多数本配設し、前記スリット空隙を通過する冷気流が前
記通路内の冷媒と熱交換しながら高速化してして食品に
衝突可能に構成した事を特徴とするトンネルフリーザ - 【請求項5】 前記熱交換通路内を循環する冷媒ガスの
温度を所定ゾーン毎に異ならせ、前記スリット空隙を通
過する冷気流の温度域ゾーンを食品移送方向に沿って複
数の温度域ゾーンに分割してなる請求項1記載のトンネ
ルフリーザ - 【請求項6】 前記トンネルフリーザの冷凍系を2段圧
縮機で構成するとともに、食品導入側に位置する温度域
ゾーン通過後の冷媒ガスを前記2段圧縮機の高段側に直
接導入可能に構成した請求項1記載のトンネルフリーザ
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP04478395A JP3440157B2 (ja) | 1995-02-09 | 1995-02-09 | 食品冷凍用トンネルフリーザ |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP04478395A JP3440157B2 (ja) | 1995-02-09 | 1995-02-09 | 食品冷凍用トンネルフリーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08219617A true JPH08219617A (ja) | 1996-08-30 |
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