JPH09117604A - 高圧利用式凍結濃縮方法及び装置 - Google Patents
高圧利用式凍結濃縮方法及び装置Info
- Publication number
- JPH09117604A JPH09117604A JP7299301A JP29930195A JPH09117604A JP H09117604 A JPH09117604 A JP H09117604A JP 7299301 A JP7299301 A JP 7299301A JP 29930195 A JP29930195 A JP 29930195A JP H09117604 A JPH09117604 A JP H09117604A
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- ice crystal
- liquid
- nuclei
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- Formation And Processing Of Food Products (AREA)
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- General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 液状食品の凍結濃縮その他医薬品製造、廃液
処理等の装置に適用される凍結濃縮方法及び装置に関す
るもので、濃縮液回収の歩留りを良好にし、氷核発生・
氷晶成長・氷晶融解に必要な潜熱を減らし、エネルギー
コストを低減化し、さらに装置のコンパクト化を図るこ
とを課題としている。 【解決手段】 液状食品は、加圧装置1内において冷凍
機2により冷却され0℃以下の温度に保たれ、この状態
の液状食品内に氷核を入れる。氷核は固液分離装置3内
において氷晶回収装置4によって回収された氷晶を氷晶
粉砕装置5において適切な氷径に調整して作り出す。氷
核を含む液状食品は2000気圧程度の高圧まで加圧さ
れた後大気圧まで減圧され、氷核が氷晶として成長す
る。氷晶を含む液状食品は固液分離装置3に送られ濃縮
液と氷晶に分離される。
処理等の装置に適用される凍結濃縮方法及び装置に関す
るもので、濃縮液回収の歩留りを良好にし、氷核発生・
氷晶成長・氷晶融解に必要な潜熱を減らし、エネルギー
コストを低減化し、さらに装置のコンパクト化を図るこ
とを課題としている。 【解決手段】 液状食品は、加圧装置1内において冷凍
機2により冷却され0℃以下の温度に保たれ、この状態
の液状食品内に氷核を入れる。氷核は固液分離装置3内
において氷晶回収装置4によって回収された氷晶を氷晶
粉砕装置5において適切な氷径に調整して作り出す。氷
核を含む液状食品は2000気圧程度の高圧まで加圧さ
れた後大気圧まで減圧され、氷核が氷晶として成長す
る。氷晶を含む液状食品は固液分離装置3に送られ濃縮
液と氷晶に分離される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液状食品の凍結濃
縮その他廃液処理装置、医薬品製造装置等に適用される
凍結濃縮方法及び装置に関する。
縮その他廃液処理装置、医薬品製造装置等に適用される
凍結濃縮方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4に従来方式の凍結濃縮装置の一例を
示す。
示す。
【0003】図において、液状食品は、冷凍機2による
冷却を受ける氷核発生装置(急冷装置)8に送られ、該
氷核発生装置8内で氷核が発生する。
冷却を受ける氷核発生装置(急冷装置)8に送られ、該
氷核発生装置8内で氷核が発生する。
【0004】氷核を含む液状食品は、冷凍機2による冷
却を受ける氷晶成長装置9に送られ、常圧下で温度のみ
による氷晶成長制御が行なわれる。
却を受ける氷晶成長装置9に送られ、常圧下で温度のみ
による氷晶成長制御が行なわれる。
【0005】氷晶を含む液状食品は、固液分離装置3に
送られて氷と濃縮液に固液分離される。
送られて氷と濃縮液に固液分離される。
【0006】また加圧後、常圧下で氷結晶を成長させる
方法及び晶析器内の圧力を制御しうる加圧装置を備えた
凍結濃縮装置が特開平5−277302号公報で提案さ
れている。
方法及び晶析器内の圧力を制御しうる加圧装置を備えた
凍結濃縮装置が特開平5−277302号公報で提案さ
れている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで前述のような
従来技術のうち、液状食品の凍結濃縮を行なう際に加圧
しない方法では、以下のような問題点があった。
従来技術のうち、液状食品の凍結濃縮を行なう際に加圧
しない方法では、以下のような問題点があった。
【0008】(1)温度のみによって氷晶成長の制御を
行うために、温度むらによる氷晶成長の空間的不均一性
が生じ、均一な径の氷晶が得られにくいため、固液分離
の効率が下がり、濃縮液回収の歩留りが悪くなる。
行うために、温度むらによる氷晶成長の空間的不均一性
が生じ、均一な径の氷晶が得られにくいため、固液分離
の効率が下がり、濃縮液回収の歩留りが悪くなる。
【0009】(2)熱が氷晶成長装置内の溶液を伝播す
る際に、熱抵抗によって温度勾配が生じ、氷晶成長の制
御の時間的応答性が悪く、前記(1)に示したような径
の不均一性の原因になる。
る際に、熱抵抗によって温度勾配が生じ、氷晶成長の制
御の時間的応答性が悪く、前記(1)に示したような径
の不均一性の原因になる。
【0010】(3)氷核生成、氷晶成長、固液分離後の
氷晶を融解する為に利用した潜熱が無駄になる。
氷晶を融解する為に利用した潜熱が無駄になる。
【0011】(4)氷核生成の為に必要な臨界過冷却度
が大きい為に、氷晶成長機の前に氷核発生装置を設けて
液状食品を急冷しなければならず氷晶成長装置とは別に
冷凍機が必要となり、エネルギーロス、装置の大型化が
避けられない。
が大きい為に、氷晶成長機の前に氷核発生装置を設けて
液状食品を急冷しなければならず氷晶成長装置とは別に
冷凍機が必要となり、エネルギーロス、装置の大型化が
避けられない。
【0012】また、特開平5−277302号公報記載
のように液状食品の凍結濃縮を行なう際加圧する方法の
場合でも以下に示す不具合がある。
のように液状食品の凍結濃縮を行なう際加圧する方法の
場合でも以下に示す不具合がある。
【0013】(1)氷核生成、氷晶成長、固液分離後の
氷晶を融解するために利用した潜熱が無駄になる。
氷晶を融解するために利用した潜熱が無駄になる。
【0014】(2)氷核生成のために必要な臨界過冷却
度が大きくエネルギーロスが発生する。
度が大きくエネルギーロスが発生する。
【0015】本発明は、上記従来技術の各不具合点を解
消した新たな高圧利用式凍結濃縮方法及び装置を提供す
ることを目的としている。
消した新たな高圧利用式凍結濃縮方法及び装置を提供す
ることを目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の構成として本発明の高圧利用式凍結濃縮方法は、氷核
を含む溶液を冷却加圧(又は加圧冷却)後徐々に減圧す
ることにより、氷晶成長を制御しながら行なった後固液
分離装置により分離を行い、分離した氷晶を粉砕して氷
核として利用することを特徴としている。
の構成として本発明の高圧利用式凍結濃縮方法は、氷核
を含む溶液を冷却加圧(又は加圧冷却)後徐々に減圧す
ることにより、氷晶成長を制御しながら行なった後固液
分離装置により分離を行い、分離した氷晶を粉砕して氷
核として利用することを特徴としている。
【0017】また同方法を実施するための装置として
は、溶液を凍結して、氷晶部と濃縮液を分離する高圧利
用式凍結濃縮装置において、圧力容器とピストンとピス
トン駆動系からなる加圧装置、冷媒を循環して冷却を行
う冷凍機、フィルターを用いて分離する固液分離装置、
氷晶回収装置、氷晶粉砕装置が連接されることにより構
成されることを特徴としている。
は、溶液を凍結して、氷晶部と濃縮液を分離する高圧利
用式凍結濃縮装置において、圧力容器とピストンとピス
トン駆動系からなる加圧装置、冷媒を循環して冷却を行
う冷凍機、フィルターを用いて分離する固液分離装置、
氷晶回収装置、氷晶粉砕装置が連接されることにより構
成されることを特徴としている。
【0018】
【発明の実施の形態】以下図面により本発明の最適と思
われる実施の形態の一例について説明する。
われる実施の形態の一例について説明する。
【0019】図1に本発明の高圧利用式凍結濃縮方法及
び装置の第1の実施例を示す。図において、1は圧力容
器とピストン及びピストン駆動系からなる加圧装置、2
は冷媒を循環して冷却を行う冷凍機で、液状食品は、加
圧装置内1において冷凍機2によって冷却され0℃以下
の温度に保たれる。
び装置の第1の実施例を示す。図において、1は圧力容
器とピストン及びピストン駆動系からなる加圧装置、2
は冷媒を循環して冷却を行う冷凍機で、液状食品は、加
圧装置内1において冷凍機2によって冷却され0℃以下
の温度に保たれる。
【0020】そして、0℃以下の温度に保たれている液
状食品内に、氷核を入れる。
状食品内に、氷核を入れる。
【0021】3は加圧装置1に接続される固液分離装置
で、該装置はフィルターを用いて固液を分離するもので
ある。
で、該装置はフィルターを用いて固液を分離するもので
ある。
【0022】また加圧装置1に氷晶粉砕装置5を介して
接続される氷晶回収装置で、氷核は、固液分離装置3内
において氷晶回収装置4によって回収された氷晶を氷晶
粉砕装置5において適切な氷径に調整して作り出す。
接続される氷晶回収装置で、氷核は、固液分離装置3内
において氷晶回収装置4によって回収された氷晶を氷晶
粉砕装置5において適切な氷径に調整して作り出す。
【0023】氷核を含む液状食品は、加圧装置1内で2
000気圧程度の高圧まで加圧された後、高圧からの減
圧によって過冷却度が氷核を含む液状食品に与えられ、
氷核が氷晶として成長する。
000気圧程度の高圧まで加圧された後、高圧からの減
圧によって過冷却度が氷核を含む液状食品に与えられ、
氷核が氷晶として成長する。
【0024】減圧は氷晶成長を制御しながら大気圧に戻
るまで行なわれる。
るまで行なわれる。
【0025】そして、氷晶を含む液状食品は、固液分離
装置3に送られ、同装置内に配設されたフィルターによ
り濃縮液と氷晶に分離される。
装置3に送られ、同装置内に配設されたフィルターによ
り濃縮液と氷晶に分離される。
【0026】分離された氷晶は氷晶回収装置4により回
収されたのち、氷晶粉砕装置5により適当な氷径に調整
され、氷核として利用される。
収されたのち、氷晶粉砕装置5により適当な氷径に調整
され、氷核として利用される。
【0027】つぎに本発明の別の実施例につき図2によ
り説明する。図2において、6は冷凍機2を具備する冷
却槽で該冷却槽6内で液状食品は冷却される。
り説明する。図2において、6は冷凍機2を具備する冷
却槽で該冷却槽6内で液状食品は冷却される。
【0028】3は固液分離装置、4は同装置3内に設け
られた氷晶回収装置である。
られた氷晶回収装置である。
【0029】5は冷却槽6と氷晶回収装置4との間に連
接介在する氷晶粉砕装置、7は冷却槽6と固液分離装置
間に介在連結された断熱型加圧装置である。
接介在する氷晶粉砕装置、7は冷却槽6と固液分離装置
間に介在連結された断熱型加圧装置である。
【0030】ついで同実施例装置の作用について説明す
ると、冷却槽6内で、液状食品は冷却される。ついで冷
却した液状食品内に氷核を入れる。
ると、冷却槽6内で、液状食品は冷却される。ついで冷
却した液状食品内に氷核を入れる。
【0031】氷核は、固液分離装置3において氷晶回収
装置4によって回収された氷晶を氷晶粉砕装置5におい
て適切な氷径にして作り出す。
装置4によって回収された氷晶を氷晶粉砕装置5におい
て適切な氷径にして作り出す。
【0032】冷却槽6内で冷凍機2により冷却された氷
核を含む液状食品は断熱型加圧装置7に送られて高圧に
加圧された後に徐々に減圧され氷晶成長が行なわれる。
核を含む液状食品は断熱型加圧装置7に送られて高圧に
加圧された後に徐々に減圧され氷晶成長が行なわれる。
【0033】本実施例の場合、断熱下で圧力による氷晶
成長を行う事で氷晶成長に対する熱的影響を無くすこと
が可能な装置である。
成長を行う事で氷晶成長に対する熱的影響を無くすこと
が可能な装置である。
【0034】ついで氷晶を含む液状食品は固液分離装置
3に送られて、濃縮液と氷晶に分離される。
3に送られて、濃縮液と氷晶に分離される。
【0035】つぎに図3により本発明の作用についてさ
らに詳細に説明する。図3は液状食品の性能図を示すも
ので、液状食品においては、2000気圧までは、圧力
が高くなる程、凝固点が低くなる。
らに詳細に説明する。図3は液状食品の性能図を示すも
ので、液状食品においては、2000気圧までは、圧力
が高くなる程、凝固点が低くなる。
【0036】液状食品を高圧に加圧した後に減圧するこ
とで凝固点との温度差である過冷却度を与えることがで
きる。
とで凝固点との温度差である過冷却度を与えることがで
きる。
【0037】氷晶成長の制御に圧力を利用した場合、圧
力の瞬時応答性・均一伝播特性を利用できる。
力の瞬時応答性・均一伝播特性を利用できる。
【0038】すなわち、高圧(2000気圧まで)に加
圧した後、減圧を行ない氷晶成長を行なうことにより、
従来法と比べて氷晶成長の制御性が大きく改善される。
圧した後、減圧を行ない氷晶成長を行なうことにより、
従来法と比べて氷晶成長の制御性が大きく改善される。
【0039】また、固液分離後の氷晶を回収して氷核と
して利用することにより、潜熱の無駄を少なくしエネル
ギーコストを低減すること、氷核発生に必要な臨界過冷
却度を無くすことが可能である。
して利用することにより、潜熱の無駄を少なくしエネル
ギーコストを低減すること、氷核発生に必要な臨界過冷
却度を無くすことが可能である。
【0040】さらに、高圧からの減圧によって氷晶成長
制御を行なえる圧力区間を増加することが可能である。
制御を行なえる圧力区間を増加することが可能である。
【0041】また固液分離装置内に氷晶回収装置を挿入
配設したことにより氷晶を回収し、これと接続する氷晶
粉砕装置において氷核として最適な径に粉砕して氷核と
して利用することができる。
配設したことにより氷晶を回収し、これと接続する氷晶
粉砕装置において氷核として最適な径に粉砕して氷核と
して利用することができる。
【0042】
【発明の効果】本発明によれば以下に示す効果を奏す
る。
る。
【0043】(1)温度と圧力を並用し、氷晶成長制御
に対して高圧からの減圧を利用することにより、圧力の
均一伝播特性・瞬時伝播特性を活かした氷晶成長制御が
可能となり、希望する均一径の氷晶が得られるようにな
り、固液分離における濃縮液回収の歩留りが向上する。
に対して高圧からの減圧を利用することにより、圧力の
均一伝播特性・瞬時伝播特性を活かした氷晶成長制御が
可能となり、希望する均一径の氷晶が得られるようにな
り、固液分離における濃縮液回収の歩留りが向上する。
【0044】(2)固液分離装置内に氷晶回収装置を設
けて氷晶を回収し、これと接続する氷晶粉砕機で最適な
径の氷核を作り出すことにより、氷核発生・氷晶成長・
氷晶融解に必要な潜熱を減らし、エネルギーコストを低
減する事が可能となる。
けて氷晶を回収し、これと接続する氷晶粉砕機で最適な
径の氷核を作り出すことにより、氷核発生・氷晶成長・
氷晶融解に必要な潜熱を減らし、エネルギーコストを低
減する事が可能となる。
【0045】(3)固液分離装置で回収した氷晶を氷核
として利用することにより、氷核発生の為に必要な臨界
過冷却度を無くし、氷核発生装置を省略でき、装置のコ
ンパクト化が図れる。
として利用することにより、氷核発生の為に必要な臨界
過冷却度を無くし、氷核発生装置を省略でき、装置のコ
ンパクト化が図れる。
【図1】本発明の第1実施例に係る高圧利用式凍結濃縮
装置を示す概略図である。
装置を示す概略図である。
【図2】同第2実施例装置の概略図である。
【図3】本発明における液状食品の性能図である。
【図4】従来の凍結濃縮機の一例を示す概略図である。
1 加圧装置 2 冷凍機 3 固液分離装置 4 氷晶回収装置 5 氷晶粉砕機 6 冷却槽 7 断熱型加圧装置
Claims (2)
- 【請求項1】 氷核を含む溶液を冷却加圧(又は加圧冷
却)後徐々に減圧することにより、氷晶成長を制御しな
がら行なった後固液分離装置により分離を行い、分離し
た氷晶を粉砕して氷核として利用する高圧利用式凍結濃
縮方法。 - 【請求項2】 溶液を凍結して、氷晶部と濃縮液を分離
する高圧利用式凍結濃縮装置において、圧力容器とピス
トンとピストン駆動系からなる加圧装置、冷媒を循環し
て冷却を行う冷凍機、フィルターを用いて分離する固液
分離装置、氷晶回収装置、氷晶粉砕装置が連接されるこ
とにより構成される高圧利用式凍結濃縮装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7299301A JPH09117604A (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 高圧利用式凍結濃縮方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7299301A JPH09117604A (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 高圧利用式凍結濃縮方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09117604A true JPH09117604A (ja) | 1997-05-06 |
Family
ID=17870766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7299301A Withdrawn JPH09117604A (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 高圧利用式凍結濃縮方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09117604A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112911941A (zh) * | 2018-09-06 | 2021-06-04 | 可口可乐公司 | 使用高压气体的过冷饮料成核和冰晶形成 |
CN113680097A (zh) * | 2013-08-29 | 2021-11-23 | 株式会社明治 | 采用冷冻浓缩法的浓缩制品的制造方法 |
-
1995
- 1995-10-25 JP JP7299301A patent/JPH09117604A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113680097A (zh) * | 2013-08-29 | 2021-11-23 | 株式会社明治 | 采用冷冻浓缩法的浓缩制品的制造方法 |
CN112911941A (zh) * | 2018-09-06 | 2021-06-04 | 可口可乐公司 | 使用高压气体的过冷饮料成核和冰晶形成 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030107 |