JPS6146111B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は産業用としてまた家庭用消費用製品
の製造のためペースト状または液状の食品を急速
凍結させるのに用いられる方法および装置に関す
る。

現在において、粘性の高い液状食品などは各種
容積の容器（例えば濃縮フルーツジユースのため
の250ミリリツトルのプラスチツクの容器、卵黄
のための10〜20リツトルの容器、またオレンジジ
ユースのための30〜50リツトルのプラスチツクの
袋）の中で凍結される。

冷却された円筒体または薄板による薄片状凍結
は多くの製品に適しない。これは水のような粘性
の低い液体だけに適する。故に粘性の高い液状食
品などはユニツト凍結（かためて凍結すること）
の技術で処理しなければならない。

しかしながら現在の技術では粘性の高い液状食
品などのユニツト凍結はいくつかの欠点を有す
る。

凍結処理される製品はすべての場合に包装体の
中に入れなければならない。しかるに包装体の中
に入れることは常に厄介であり、ユニツト容積
（かたまりの容積）が小さくなるほど増増厄介に
なる。

さらに凍結および解凍は遅い。30〜50リツトル
のオレンジジユースの袋のユニツト凍結は冷却貯
蔵に20〜40時間の滞留を要し、卵のそれは約48時
間を要する。このように凍結時間が長いので、食
品はその作業の間に変質するおそれがある。解凍
の場合に、例えば普通の調理装置によるスープの
ユニツト（かたまり）の解凍などのように解凍速
度が大きいと、過熱および製品の品質劣化が起る
かも知れない。

さらに、ユニツトを破砕することが困難である
からユニツト全体を解凍する必要があり、これは
少量の製品の使用をさまたげる。この技術は仕上
げられた製品を種類の割合で使用できるようなも
のでなければならないが、凍結固体状態の混合は
或る理由で達成できない。

この発明の方法はユニツト凍結の欠点を除去で
きるものである。この新しい方法によればほとん
ど瞬間的に凍結した細粒状の製品が得られ、この
方法は産業用としてまた家庭用消費品の製造にた
めに適している。

正規の著しく冷却した状態でのこの発明による
食品の急速凍結は消費者を安心させる。粒子の形
状で凍結食品が提供されることによつて、消費者
はすぐ使用しようとする量だけを解凍できる。こ
れはまた品質の変化の全くない迅速な解凍を保証
する。かくして使用者はコツプ一杯のジユースの
準備に必要な量の凍結オレンジジユースをとるこ
とができ、水を加えることによつて飲む準備の整
つた飲料を直ちに得ることができる。オレンジジ
ユースのかんのユニツト凍結の場合には、消費者
はジユースを薄める以前にかんの中味の普通の解
凍時間である約２時間待たなければならない。

この発明による新しい技術によれば種種の成分
が所望の割合で混合できる。これによれば、フル
ーツジユース並びにいくつかの果物および野菜の
濃縮物またはプレー（どろどろに煮つめたもの）
の混合物が製造でき、また多くの成分からくるス
ープが製造できる。

この発明およびその実施例について、必要に応
じ図面を参照しながら以下に詳細に説明する。

この発明によれば、食品の急速凍結過程は食品
と過多の雪状二酸化炭素の混合によつて達成され
る。細分された（細かく分割された）雪状二酸化
炭素のベツドがその場での液体二酸化炭素の混合
によつて形成され、次いで液状またはペースト状
の食品が二酸化炭素粒子のベツドに接触させら
れ、食品は雪状二酸化炭素との接触によつてこの
食品の細粒形成されるまで細分される。

凍結すべき食品は或る粘度ではばらで導入で
き、その細分は雪状二酸化炭素との接触によつて
達成される。これは雪状二酸化炭素ベツドの上方
でも細分される。

雪状二酸化炭素および食品は連続的に導入さ
れ、同時に細粒状の凍結食品と雪状二酸化炭素の
昇華によつて生じた気体状二酸化炭素が連続的に
取出される。

粘性の高い液状食品と接触する固体二酸化炭素
の昇華は極めて重要であり、食品の凍結は極めて
迅速に行なわれ、液体食品は混合区域においてす
でに凍結した粒子を育成する。食品は各種寸法の
細粒に分離された粒子として得ることができ、細
粒の直径は５mmと15mmの間にある。

雪状二酸化炭素の昇華によつて生じた気体状二
酸化炭素は、圧縮し冷却によつて液化し次いで膨
脹させたのちに再循環できる。

急速凍結すべき食品と雪状二酸化炭素の接触時
間および混合の速度は粒子の所望寸法の関数であ
る。故に接触時間および混合速度を制御すること
によつて各種の寸法の細粒を得ることができ、接
触時間が長くなれば粒子が大きくなり混合が速く
なれば粒子が細かくなりまたこれらの逆も成立
つ。接触時間は数分の程度望ましくは１分と10分
の間であることが有利である。２倍程度の混合速
度の増大は細粒の寸法に著しく影響する。0.80
ｍ／秒の線速度の混合機で10から15mmの粒子が得
られ、２倍の1.60ｍ／秒の速度では５から10mmの
小さな粒子が得られる。望ましいのは0.3ｍ／秒
と２ｍ／秒の間の速度である。

細粒の大きさは凍結すべき食品の粘度の関数で
もあつて、食品の粘度が高くなると細粒は大きく
なり不規則になる。細粒の大きさはさらに凍結す
べき食品の凍結しやすさの関数でもあつて、食品
が凍結し難くなると粒子が小さくなる。この凍結
方法は粘度の小さい水状の食品から60ボイズのよ
うな高い粘度の食品までの広い粘度範囲に適用で
きる。粘性の高い液体が凍結されるときには雪状
二酸化炭素との熱交換が固体間の熱交換の程度ま
で低減し、雪状二酸化炭素と凍結食品の粒子との
間に大きな温度差を得ることができる。二酸化炭
素の昇華温度は−78.9℃であるけれども、凍結食
品の粒子は温度の安定化ののちに例えば凍結食品
の貯蔵に通常使用される温度に相当する−70℃か
ら−18℃の温度で取出しできる。

凍結すべき食品の生産量はかなり大きく、これ
は凍結すべき液体の粘度の関数であつて粘度が大
きくなると低減する。水状食品の場合に、混合機
の容量のリツトル当り10／時例えば25リツトル
容量の混合機で250／時が凍結できる。作業の
際の凍結食品の磨滅度が小さいので収量は大き
い。

作業に使用される雪状二酸化炭素は液体二酸化
炭素の膨脹によつて作ることができる。膨脹によ
つて気体状二酸化炭素と雪状二酸化炭素が生じ
る。

液化装置によつて閉回路内で気体二酸化炭素を
使用することができる。この液化は、例えば20バ
ールまで２段階で圧縮し次いでアンモニアまたは
ふつ化炭化水素のような冷媒を用いる標準の冷凍
機によつて−20℃に冷却する標準の方法で達成で
きる。

この発明の変型によれば、凍結すべき食品の調
節された添加を行なうことが可能である。食品の
この添加は過多の雪状二酸化炭素を昇華させるた
めにまた凍結食品の細粒の取外し以前にこれの温
度を上昇させるために行なわれ、これは選択され
た取外し温度によつて調節される。

凍結すべき液体の添加は、食品の粘度が許すな
らば液体それ自身だけの或いは加圧された気体状
二酸化炭素によつて細分された液体の霧噴によつ
て達成できる。

粘性の高い凍結すべき製品の混合による凍結作
業は少くとも１つの区域の中で達成される。

望ましい方式によれば、食品の混合は３つの区
域で行なわれる。

凍結区域と称せられる第１区域において、粘性
の高い液体食品の凍結が雪状二酸化炭素との接触
で達成される。第１区域における二酸化炭素の送
入量は第２区域の温度によつて調節され、凍結区
域において雪状二酸化炭素は常に過多になつてい
る。

第２区域は微細な雪状二酸化炭素および微細な
凍結粒子から適当な大きさの凍結細粒を分離する
ために設けられる。分離された微細な粒子は凍結
区域へ送り戻される。

撹拌が凍結区域より小さい第３区域では、二酸
化炭素が過多の雪状二酸化炭素の昇華によつて回
収され凍結食品の温度の安定化が凍結すべき食品
の添加によつて達成される。この添加は凍結細粒
の選択された取出し温度によつて調節される。

凍結食品の小さな細粒と大きな細粒の間の逆流
循環は重要であつて、小さな細粒は凍結区域へ送
り戻され大きい適当な寸法の細粒は凍結食品の温
度を安定化させる区域へ向けられる。

この発明の方法は簡単で費用が掛らず、大きな
時間当り生産高でペースト状または液状の食品を
急速凍結できる。これは特に、すべての果物およ
び野菜のジユース、アイスクリームおよびシヤー
ベツトの製造のためのもも、黒すぐり、あんず、
赤すぐり、いちご、木いちごなどの果物の果肉お
よびネクターの急速凍結に適する。この方法は特
に、トマトソース、濃縮トマト、ペクチンおよび
色がそのままの保持される人じん、ほうれん草、
玉ねぎ、にんにくなどの各種野菜のプレー（どろ
どろに煮つめたもの）の下ごしらえに適する。こ
の方法はソース、クリームおよびスープの保存並
びにパイ類のための卵黄の保存にすぐれた結果を
与える。この方法はさらに、トマトなどの果物お
よび野菜の収穫時の１時的な過剰生産を吸収する
ための食品のかん詰および保存にも有利である。

この発明の方法を実施するための装置は簡単に
も複雑にもできる。

第１図および第２図は最も簡単な装置を示す。
混合機は水平の半円筒状の槽１を有し、これには
端部に羽根４を有する非指向性の腕３を備えた回
転子２が長手方向に装着される。この回転ユニツ
トはペースト状または液状の食品の混合を達成す
るためのものである。槽は射出ポリウレタンのよ
うな普通の絶縁物５によつて高度に絶縁される。

装置は蓋６によつて閉じられ、食品を導入する
ための管７および雪状二酸化炭素のための末広が
り供給管８がこの蓋を貫通する。電動弁９は管１
０によつて運ばれ末広がり供給管８の中へ吐出さ
れる液体CO₂の取入れ量を制御する。筒１１は気
体状CO₂の排出のために設けられる。垂直出口壁
に設けられる出口１２は、凍結食品および過多の
雪状二酸化炭素の取出しに用いられる。混合機へ
再循環させるたの過多の雪状二酸化炭素および微
細食品の回収のため、装置の出口にはふるいが設
けられる（この配備は図示なし）。槽の下方部分
の排出口１３は、作業の終りに装置の中に残つて
いる食品を排出するに用いられる。

第３図に示される改良された装置においては、
水平半円筒形の混合機が広げられて、これが処理
過程の３段階の変化（すなわち凍結、適当な大き
さの凍結粒子と微細な雪状二酸化炭素および食品
との分離、および過多の雪状二酸化炭素の昇華と
凍結食品の温度の安定化）に対応する区域に大な
り小なりはつきりと分離される。

この装置は、覆われ絶縁され全長に沿う円筒形
の底を有する大きな平行六面体の槽１４を持つ。
この装置には、入口区域における食品の運動に軽
い軸線方向の指向性を与えるように配置された羽
根１７を端部に有する腕１６を備えた回転子１５
が装着される。装置の中央部分において回転子の
腕は２列の羽根１８，１９を支持し、これら羽根
を有する回転子１５の回転によつて、凍結食品の
小さな粒子は、大きな粒子よりも回転子１５の軸
線から遠くに位置するようになる。腕の端部にお
ける第１列の周羽根１８は回転子１５の軸線より
離れている凍結食品の小さな粒子を先行区域に指
向させるような向きに配置され、中央に近い第２
列の羽根１９は回転子１５の軸線の近くに位置す
る凍結食品の大きな粒子を反対方向に装置の終端
区域に指向させるような向きに配置される。終端
区域において回転子の腕の個数は入口区域のそれ
より少く、かつこの腕は１列だけの羽根を支持す
る。

装置の中央部分と終端部分は部分的に仕切り２
０によつて分離され、仕切りの中に作られたシユ
ート２１（図面には明示せず）によつて連結され
る。中央部分で羽根１９によつて終端区域に指向
される凍結食品の大きな粒子は、シユート２１を
通つて終端部分へ進む。

入口区域において装置の上方部分には食品を導
入するための管２２が設けられ、これは雪状二酸
化炭素のための末広がり管２３のまわりに規則正
しく分布される。電動弁２４は管２５の中を通る
液体CO₂の供給量を制御する。終端上方部分には
凍結すべき液体の添加のための噴霧器２６が装着
され、加圧された気体状二酸化炭素が２７におい
て導入される。中央上方部分には、二酸化炭素の
再循環のためにこれを圧縮し冷却によつて液化し
次いで膨脹させる設備（図示なし）へ向けるため
の二酸化炭素を回収する装置２８が備えられる。

終端垂直壁には取出しふるい２９が備えられ
る。入口区域の方へ微細粒子を向ける中央区域の
周羽根は適当なねじれのらせんに置き換えてもよ
い。

混合機は入口区域を出口区域より持上げるよう
に傾斜させることが望ましく、このようにすると
混合機の傾斜方向への凍結食品の大きな粒子の流
動が確実に達成される。この際に微細粒子は前述
したように周羽根１８によつて入口区域へ送り戻
される。

変型として２重または４重の回転子を備えた多
重混合機を使用することが可能であり、同じ水平
面に種種の回転子を配設すれば生産能力が増大で
きる。

装置は閉じるべきであり二酸化炭素は廃気使用
の際には煙突によつて外部へ移送されるが、装置
内を高圧に維持することもでき、このようにすれ
ば空気の侵入が完全に阻止される。これらは気体
状二酸化炭素の再液化に有利である。

非限定的にこの発明を例示する作業例を次に記
す。

作業例 １ 第１区域の容量が25である第３図に示された
混合機の中で、14％の乾燥物質を有し粘度が24℃
において３ポイズの濃縮トマトジユースが次の過
程に従つて凍結された。二酸化炭素ベツドが形成
されるまで、膨脹によつて作られた雪状二酸化炭
素が注入され混合された。雪状二酸化炭素は１Kg
の濃縮トマトジユース当に0.8Kgの割合で導入さ
れた。次いで濃縮トマトジユースが200／時の
送入量で注入され、これは雪状二酸化炭素ベツド
に接触して細分された。

混合腕の線速度は1.30ｍ／秒であつた。凍結は
瞬間的に行なわれ、凍結区域での滞留時間は６分
の程度であつた。10から25mmの細粒、微細な雪状
二酸化炭素および製品は温度が−50℃の程度の分
離区域へ向つた。10mmより微細な細粒は外側の羽
根によつて凍結区域へ送り戻され、10から25mmの
適当な大きさの細粒は中央の羽根によつて温度安
定化区域に連結されているシユートへ向つた。付
加的な射入が送出量10／時の噴霧によつて達成
された。細粒の温度は−20℃で安定になり、凍結
製品は取出された。気体状二酸化炭素は圧縮され
液化されたのちに再循環させられた。

作業例 ２ 容量25リツトルの形式１の混合機において、15
℃で40ポイズの粘度のほうれん草のプレー（どろ
どろに煮つめたもの）が次の条件で凍結された。

二酸化炭素ベツドが形成されるまで雪状二酸化
炭素が混合機に注入され混合された。雪状二酸化
炭素は１Kgのほうれん草プレー当り0.8Kgの割合
で導入された。次いで15℃のほうれん草プレーが
15Kg／時の割合で雪状二酸化炭素ベツドの上に注
入され、これはベツドに接触して細分された。

混合機腕の線速度は1.90ｍ／秒であつた。凍結
は瞬間的に行なわれ凍結区域での滞留時間は８分
の程度であつた。凍結したほうれん草プレーと共
に混合機から取出された雪状二酸化炭素は小さく
て砕けやすく、従つてふるい分けによつて60から
10mmのほうれん草細粒から分離された。次いで微
細な雪状二酸化炭素と小寸のほうれん草細粒は混
合機に再導入された。雪状二酸化炭素は再使用さ
れ、小さなほうれん草細粒はほうれん草プレーの
添加によつて（このほうれん草プレーが細粒の表
面で凍結するもので）大きくなつた。上述の作業
は閉回路で行なわれ、二酸化炭素は回収され液化
ののちに再循環させられた。

発明の要旨から逸脱することなしに多くの変更
が達成できまたこの発明が図示し詳細な説明に記
載されたものに限定されないことは、当業者には
明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は急速凍結装置の１実施例の垂直横断面
図、第２図は第１図の装置の軸線を通る平面に沿
う断面図、第３図は急速凍結装置の別の実施例の
軸線を通る平面に沿う断面図である。 図面において、２は回転子、３は腕、４は羽
根、８は末広がり供給管、１１は筒、１２は出
口、１３は排出口、１４は槽、１５は回転子、１
６は腕、１７は入口区域における羽根、１８と１
９は中央区域における羽根、２０は仕切り、２１
はシユート、２２は食品の送入管、２３は末広が
り管、２６は噴霧装置、２８は二酸化炭素を回収
する装置を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液状またはペースト状の食品を、過多の雪状
   二酸化炭素と混合させることによつて、この食品
   を急速に凍結する方法において、液体二酸化炭素
   を膨脹凝固させながら供給し、膨張凝固する二酸
   化炭素に混合力を加えて、その場で雪状二酸化炭
   素のベツドを形成し、凍結すべき前記食品を前記
   ベツドに添加し、混合によつて前記食品を雪状二
   酸化炭素の粒子に接触させて、液状またはペース
   ト状の前記食品を、雪状二酸化炭素との接触によ
   つて細分させると共に急速に凍結させ、安定した
   温度の前記食品の凍結した細粒が形成されるまで
   混合を続ける、ことを特徴とする食品の急速凍結
   方法。 ２ 食品を雪状二酸化炭素に接触させるための混
   合を、線速度が0.3−２ｍ／秒の混合機によつて
   達成する特許請求の範囲第１項に記載の急速凍結
   方法。 ３ 前記の安定した温度が−70℃と−18℃の間の
   温度である特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載の急速凍結方法。 ４ 食品がばらで導入されて細分が混合の効果に
   よつて二酸化炭素ベツドの中で起る特許請求の範
   囲第１項から第３項のいずれか１項に記載の急速
   凍結方法。 ５ 食品が二酸化炭素ベルドの上方で細分される
   特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか１項
   に記載の急速凍結方法。 ６ 雪状二酸化炭素および食品を連続的に導入
   し、そして細粒形状の凍結食品と雪状二酸化炭素
   の昇華によつて生じる気体状二酸化炭素とを取出
   す特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか１
   項に記載の急速凍結方法。 ７ 気体状二酸化炭素を圧縮し冷却によつて液化
   させ次いで膨脹させたのちに再循環させる特許請
   求の範囲第６項に記載の急速凍結方法。 ８ 凍結すべき食品の調節された添加を行なつた
   過多の雪状二酸化炭素を昇華させると共に凍結ず
   みの食品の細粒の温度を取出し温度まで上昇さ
   せ、前記添加を所望の取出し温度によつて調節す
   る特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか１
   項に記載に急速凍結方法。 ９ 添加を液体食品の噴霧によつて行なう特許請
   求の範囲第８項に記載の急速凍結方法。 １０ 添加を加圧された気体状二酸化炭素によつ
   て細分された液体食品の噴霧によつて行なう特許
   請求の範囲第８項に記載の急速凍結方法。 １１ 食品の混合を３つの区域で行ない、第１区
   域において凍結すべき食品を雪状二酸化炭素と混
   合させて凍結させ、次いで第２区域において適当
   な大きさの凍結細粒を微細な雪状二酸化炭素およ
   び凍結食品の微粉から分離し、第３区域において
   凍結細粒の所望取出し温度によつて調節される凍
   結すべき食品の添加を行なつてこれによつて過多
   の雪状二酸化炭素を昇華させ凍結食品の温度を安
   定させる特許請求の範囲第８項に記載の急速凍結
   方法。 １２ 第１区域における雪状二酸化炭素の送入量
   を第２区域の温度によつて調節し、第２区域で凍
   結食品の小さい細粒と大きい細粒の間の逆流循環
   を起させて小さい細粒を凍結区域すなわち第１区
   域へ送り戻し大きな細粒を凍結食品の温度を安定
   させる第３区域へ向ける特許請求の範囲第１１項
   に記載の急速凍結方法。 １３ 食品を雪状二酸化炭素に接触させるための
   混合を、羽根を端部に有する非指向性の腕を備え
   た回転子を長手方向に装着した、水平の半円状の
   絶縁されたかつ蓋によつて閉じられた混合機の中
   で遂行し、凍結すべき前記食品を前記混合機に供
   給し、前記雪状二酸化炭素を、末広がり供給管を
   通して前記混合機に供給し、筒を通して前記混合
   機から気体状二酸化炭素を排出する特許請求の範
   囲第１項から第３項のいずれか１項の急速凍結方
   法。