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WO2017086463A1 - フレークアイス製造装置、フレークアイス製造システム、フレークアイス製造方法、移動体 - Google Patents

フレークアイス製造装置、フレークアイス製造システム、フレークアイス製造方法、移動体 Download PDF

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WO2017086463A1
WO2017086463A1 PCT/JP2016/084321 JP2016084321W WO2017086463A1 WO 2017086463 A1 WO2017086463 A1 WO 2017086463A1 JP 2016084321 W JP2016084321 W JP 2016084321W WO 2017086463 A1 WO2017086463 A1 WO 2017086463A1
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WO
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ice
flake ice
brine
flake
refrigerant
Prior art date
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PCT/JP2016/084321
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English (en)
French (fr)
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美雄 廣兼
知昭 秋山
伊朗 井筒
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Blanctec Co Ltd
Original Assignee
Blanctec Co Ltd
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    • Y02A40/90—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in food processing or handling, e.g. food conservation
    • Y02A40/963—Off-grid food refrigeration

Definitions

  • the present invention relates to a flake ice production apparatus, a flake ice production system, a flake ice production method, and a mobile object.
  • salt-containing ice obtained by freezing salt-containing water having a solute concentration of about 0.5 to 2.5% is formed into a slurry to be used for maintaining the freshness of fresh food.
  • salt water is prepared by adjusting the salinity of raw water such as filtered and sterilized seawater, and the salt-containing water is rapidly cooled.
  • a method for producing slurry-like salt-containing ice having a freezing point temperature of ⁇ 5 to ⁇ 1 ° C. corresponding to the solute concentration is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a method for maintaining the freshness of fish by cooling the fish by bringing ice made of saline into contact with the fish.
  • Patent Document 2 discloses a method for producing a salt ice solution by cooling a salt solution in a container and cooling it from the outside.
  • Patent Document 3 in a salt-containing water ice making method in which salt-containing ice obtained by freezing salt-containing water having a solute concentration of approximately 0.5 to 2.5% is formed into a slurry, filtration is performed. Sterilized raw water, such as seawater, is adjusted to a salt content to obtain a salt-containing water having a solute concentration of about 1.0 to 1.5%, and the salt-containing water is rapidly cooled to cope with the solute concentration- A method is disclosed for producing slurry-like salt-containing ice having a freezing point temperature of 5 to -1 ° C.
  • Patent Document 4 bittern is added to 0.2 to 5.0% (w / v) saline, and fresh fish is immersed in a liquid maintained at a temperature of -3 to 10 ° C. for a certain period of time. A method of freezing is disclosed.
  • salt-containing ice obtained by freezing salt-containing water having a solute concentration of about 0.5 to 2.5% for use in maintaining the freshness of the produced frozen plant or animal or part thereof.
  • a salt-containing water ice-making method formed into a slurry raw water such as seawater that has been sterilized by filtration is adjusted to a salt content to obtain salt-containing water having a solute concentration of about 1.0 to 1.5%
  • a method of producing slurry-like salt-containing ice having a freezing point temperature of -5 to -1 ° C. corresponding to the solute concentration by rapidly cooling the salt-containing water is disclosed.
  • Patent Document 4 fresh fish is immersed for a certain period of time in a dipping solution in which bittern is added to 0.2 to 5.0% (w / v) saline and the water temperature is maintained at -3 to 10 ° C. A method is disclosed.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to easily produce flake ice having a substantially uniform solute concentration. Moreover, the manufacturing method of the flake ice excellent in cooling ability and the manufacturing method of the flake ice which can maintain the state which is not isolate
  • a flake ice manufacturing apparatus includes: A flake ice production device for producing ice flakes by freezing brine, A drum including an inner cylinder, an outer cylinder surrounding the inner cylinder, and a clearance formed between the inner cylinder and the outer cylinder; A refrigerant supply unit for supplying a refrigerant to the clearance; A rotating shaft that rotates about the central axis of the drum; An injection unit that rotates together with the rotation shaft and injects brine toward the inner peripheral surface of the inner cylinder; The brine jetted from the jetting unit adheres to the inner peripheral surface of the inner cylinder cooled by the refrigerant supplied to the clearance, and scraping unit scraping off the resulting flake ice, Is provided.
  • the brine is An aqueous solution containing a solute that satisfies a predetermined condition; A solid (for example, metal) having higher thermal conductivity than liquid ice containing the aqueous solution can be contained.
  • liquid is Furthermore, oil can be contained.
  • the solute is Two or more solutes having different freezing point depression degrees can be included.
  • the flake ice manufacturing apparatus of one aspect of the present invention is A speed control unit that variably controls the rotation speed of the rotation shaft can be further provided.
  • the refrigerant supply unit As the refrigerant, liquefied natural gas can be supplied to the clearance.
  • the flake ice manufacturing apparatus of one embodiment of the present invention can be mounted on a moving body.
  • flake ice having a substantially uniform solute concentration can be easily produced. Moreover, the manufacturing method of the flake ice excellent in cooling ability and the manufacturing method of the flake ice which can maintain the state which is not isolate
  • the ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention is also called ice (flake ice) of a liquid (also called brine) containing an aqueous solution containing a solute that satisfies the following conditions (a) and (b). ).
  • ice flake ice
  • the temperature at the completion of melting is less than 0 ° C.
  • the change rate of the solute concentration of the aqueous solution generated from the ice during the melting process is within 30%.
  • the ice having a reduced freezing point as described above continues to be stable at a temperature below the freezing point of fresh water when melted, so that the state where cold energy is stored continues. Therefore, the cooling ability of the object to be cooled should be higher than that of ice made of fresh water.
  • the present inventors have found that the ice produced by the conventional technique does not have sufficient ability to cool the object to be cooled, for example, the temperature of the ice itself increases rapidly with time.
  • the present inventors examined the reason, and even if ice was produced from an aqueous solution containing a solute such as salt in the conventional technique, in practice, ice containing no solute was first produced before the aqueous solution was frozen. As a result, a mixture of ice and solute containing no solute is produced, or only a small amount of ice having a reduced freezing point is produced, so that ice with high cooling capacity is not produced. I found out.
  • the present inventors have succeeded in producing liquid ice containing an aqueous solution having a reduced freezing point by a predetermined method (details will be described later).
  • the ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention satisfies the above conditions (a) and (b).
  • the above conditions (a) and (b) will be described.
  • the temperature of the freezing point is lower than the freezing point of fresh water (water containing no solute). ing. Therefore, it has the characteristic that the temperature at the time of completion of melting is less than 0 ° C. “The temperature at the time of melting completion” means that the ice generated by the flake ice making apparatus of the present invention is placed in an environment above the melting point (for example, room temperature and atmospheric pressure) to start melting the ice, It refers to the temperature of the water when it melts into water.
  • the temperature at the completion of melting is not particularly limited as long as it is less than 0 ° C., and can be appropriately changed by adjusting the kind and concentration of the solute.
  • the temperature at the completion of melting is preferably lower in terms of higher cooling ability, and specifically, -1 ° C or lower (-2 ° C or lower, -3 ° C or lower, -4 ° C or lower, -5 ° C or lower, -6 ° C or lower, -7 ° C or lower, -8 ° C or lower, -9 ° C or lower, -10 ° C or lower, -11 ° C or lower, -12 ° C or lower, -13 ° C or lower, -14 ° C or lower, -15 Or less, ⁇ 16 ° C.
  • the temperature at the completion of thawing is not too high.
  • -21 ° C or higher (-20 ° C or higher, -19 ° C or higher, -18 ° C or higher, -17 ° C or higher, -16 ° C or higher, -15 ° C or higher, -14 ° C or higher, -13 ° C or higher,- 12 ° C or higher, -11 ° C or higher, -10 ° C or higher, -9 ° C or higher, -8 ° C or higher, -7 ° C or higher, -6 ° C or higher, -5 ° C or higher, -4 ° C or higher, -3 ° C or higher,- 2 ° C or higher, -1 ° C or higher, -0.5 ° C or higher, etc.).
  • the ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention is the rate of change in the solute concentration of the aqueous solution generated from the ice during the melting process (hereinafter abbreviated as “rate of change in solute concentration” in this specification). Is) within 30%. Even in the method described in Patent Document 1, ice having a slightly reduced freezing point may be generated, but most of them are a mixture of water-free ice and solute crystals. Is not enough.
  • the ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention is made of liquid ice containing an aqueous solution containing a solute, it has a feature that there is little change in the elution rate of the solute during the melting process. Specifically, the change rate of the solute concentration of the aqueous solution generated from ice during the melting process is 30%.
  • the “rate of change in the solute concentration of an aqueous solution generated from ice 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 generated at an arbitrary point in the melting process.
  • the “solute concentration” means the concentration of the mass of the solute in the aqueous solution.
  • the change rate of the solute concentration in the ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention is not particularly limited as long as it is within 30%, but the smaller the change rate, the higher the purity of the ice in the aqueous solution having a reduced freezing point. In other words, it means that the cooling capacity is high. From this viewpoint, the change rate of solute concentration is within 25% (within 24%, within 23%, within 22%, within 21%, within 20%, within 19%, within 18%, within 17%, within 16%.
  • the change rate of the solute concentration is 0.1% or more (0.5% or more, 1% or more, 2% or more, 3% or more, 4% or more, 5% or more, 6% or more, 7% or more, 8 % Or more, 9% or more, 10% or more, 11% or more, 12% or more, 13% or more, 14% or more, 15% or more, 16% or more, 17% or more, 18% or more, 19% or more, 20% or more Etc.).
  • solute The type of solute contained in the ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention is not particularly limited as long as it is a solute when water is used as a solvent, depending on the desired freezing point, the use of ice to be used, etc. It can be selected appropriately.
  • the solute include solid solutes and liquid solutes, and typical solid solutes include salts (inorganic salts, organic salts, etc.). Particularly, among salts, sodium chloride (NaCl) is preferable because it does not excessively lower the temperature of the freezing point and is suitable for cooling fresh animals and plants or a part thereof.
  • salt is contained in seawater, it is also preferable in terms of easy procurement.
  • ethylene glycol etc. are mentioned as a liquid solute.
  • a solute may be contained individually by 1 type and may be contained 2 or more types.
  • the concentration of the solute contained in the ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention is not particularly limited and can be appropriately selected according to the kind of solute, the desired freezing point, the use of the ice to be used, and the like.
  • concentration of the sodium chloride is 0.5% (w / v) or more (1% (w / v) in that the freezing point of the aqueous solution can be further lowered to obtain a high cooling capacity.
  • w / v) or less (20% (w / v) or less, 19% (w / v) or less, 18% (w / v) or less, 17% (w / v) or less, 16% (w / v) or less 15% (w / v) or less, 14% (w / v) or less, 13% (w / v) or less, 12% (w / v) or less, 11% (w / v) or less, 10% (w / V) or less, 9% (w / v) or less, 8% (w / v) or less, 7% (w / v) or less, 6% (w / v) or less, 5% (w / v) or less, 4% (
  • the ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention is excellent in cooling ability, it is suitable for use as a refrigerant for cooling an object to be cooled.
  • the low-temperature refrigerant for cooling the object to be cooled include organic solvents used as an antifreeze liquid such as ethanol in addition to ice, but ice has higher thermal conductivity and higher specific heat than these antifreeze liquids. Therefore, ice having a low freezing point by dissolving a solute such as ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention has a superior cooling ability than other refrigerants having a temperature lower than 0 ° C. such as antifreeze. Is also useful.
  • the ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention may or may not contain components other than the above solute.
  • ice refers to a frozen liquid containing an aqueous solution.
  • the ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention continues to be stable at a temperature below the freezing point of fresh water, that is, it can maintain a state where it is not separated for a long time. Therefore, for example, as described later, when the liquid constituting the ice produced by the flake ice manufacturing apparatus of the present invention is a liquid containing oil in addition to the aqueous solution containing the solute, the oil A uniform state lasts for a long time, that is, a state where no separation occurs can be sustained for a long time.
  • the liquid constituting the ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention may be a liquid containing oil in addition to the aqueous solution containing the solute.
  • liquids include raw milk and industrial waste (such as waste milk) containing water and oil.
  • waste milk industrial waste
  • the liquid is raw milk, it is preferable in terms of improving the functionality when eating the ice.
  • the reason why the functionality is improved is that oil (fat) contained in raw milk is confined in ice.
  • the ratio of water to oil in the liquid is not particularly limited, and is, for example, 1:99 to 99: 1 (10 : 90 to 90:10, 20:80 to 80:20, 30:80 to 80:30, 40 to 60:40 to 60, etc.).
  • the ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention may be an aqueous ice containing two or more solutes having different freezing point depression degrees.
  • the ice produced by the apparatus for producing flake ice of the present invention may be a mixture of ice in an aqueous solution containing one solute and ice in an aqueous solution containing the other solute.
  • ice of an aqueous solution containing sodium chloride as a solute having a different freezing point depression degree from that of ethylene glycol to ice of an aqueous solution containing ethylene glycol as a solute, melting of the ice of the aqueous solution containing ethylene glycol can be delayed. it can.
  • generated by the flake ice manufacturing apparatus of this invention may be the ice of the aqueous solution which melt
  • the melting point of the ice in the salt solution can be lowered by using a solute (ethylene glycol, calcium chloride, etc.) that can lower the melting point further than the salt.
  • a temperature around -30 ° C that cannot be achieved with ice alone can be achieved.
  • the ratio of two or more solutes having different freezing point depression degrees can be appropriately changed according to the purpose.
  • This invention includes the refrigerant
  • coolant which cools to-be-cooled material containing said ice.
  • the refrigerant for cooling an object to be cooled is hereinafter referred to as “ice slurry”. Call it.
  • the ice slurry produced by the flake ice production apparatus of the present invention may contain other components of the above ice, for example, by containing water in addition to the above ice, it is composed of a mixture of ice and water. Also good. For example, when it further contains water containing the same solute as that contained in ice, the solute concentration in ice and the solute concentration in water are preferably close. The reason is as follows.
  • the solute concentration of ice When the solute concentration of ice is higher than the solute concentration of water, the temperature of the ice is lower than the saturation freezing point of water, so that water freezes immediately after mixing water with a low solute concentration.
  • the solute concentration of ice when the solute concentration of ice is lower than the solute concentration of water, the saturated freeze point of water is lower than the saturated freeze point of ice, so the ice melts and the temperature of the ice slurry consisting of a mixture of ice and water decreases.
  • the solute concentrations of the ice and water to be mixed are approximately the same as described above.
  • the water may be one obtained by melting the ice, or one prepared separately, but one obtained by melting the ice. It is preferable that
  • the ratio of the solute concentration in ice to the solute concentration in water is 75:25. Is more preferably 20:30, more preferably 70:30 to 30:70, still more preferably 60:40 to 40:60, and 55:45 to 45:55. Is even more preferred, with 52:48 to 48:52 being particularly preferred, and 50:50 being most preferred.
  • the ratio of the solute concentration in ice to the solute concentration in water is preferably within the above range.
  • the water that is the raw material of the ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention is not particularly limited, but when using salt as a solute, ice of seawater, seawater-added salt, or seawater-diluted water It is preferable that Seawater, water obtained by adding salt to seawater, or seawater-diluted water can be easily procured, thereby reducing costs.
  • the ice slurry produced by the flake ice production apparatus of the present invention may further contain a solid having a higher thermal conductivity than the ice produced by the above-described flake ice production apparatus of the present invention.
  • a solid having a higher thermal conductivity than the ice produced by the above-described flake ice production apparatus of the present invention.
  • the ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention has a high cooling ability as described above, it is possible to cool for a long time while obtaining a short-time cooling ability by a solid having high thermal conductivity.
  • solids having higher thermal conductivity than ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention include metals (aluminum, silver, copper, gold, duralumin, antimony, cadmium, zinc, tin, bismuth, tungsten, titanium).
  • alloy steel (carbon steel, chrome steel, nickel steel, chrome nickel steel, silicon steel, (Tungsten steel, manganese steel, etc
  • the solid having higher thermal conductivity than ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention has a thermal conductivity of 2.3 W / m K or more (3 W / m K or more, 5 W / m K or more, 8 W / m K or higher), preferably a solid having a thermal conductivity of 10 W / m K or higher (20 W / m K or higher, 30 W / m K or higher, 40 W / m K or higher, etc.).
  • a solid having a thermal conductivity of 50 W / m K or higher (60 W / m K or higher, 75 W / m K or higher, 90 W / m K or higher, etc.), and a thermal conductivity of 100 W / m K or higher (125 W).
  • the thermal conductivity is 200 W / m K or more (250 W / m K or more, 300 W / m K or more, 3 0 W / m K or more), more preferably a solid having a thermal conductivity of 200 W / m K or more, and a thermal conductivity of 400 W / m K or more (410 W / m K or more). ) Is particularly preferred.
  • the ice slurry generated by the flake ice manufacturing apparatus of the present invention contains a solid having a higher thermal conductivity than the ice generated by the above flake ice manufacturing apparatus of the present invention, Even if it is contained, it is suitable for long-time cooling, for example, produced by the flake ice production apparatus of the present invention contained in a solid mass / ice slurry having a higher thermal conductivity than the ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention.
  • the mass of ice (or the total mass of the ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention contained in the ice slurry and the liquid containing the aqueous solution) is 1/1000 or more (1/50000 or more, 1/10000 or more) 1/5000 or more, 1/1000 or more, 1/500 or more, 1/100 or more, 1/50 or more, 1/10 or more, 1/5 or more, / 4 or more, 1/3 or more, it may be 1/2 or more, etc.).
  • the solid in the present invention may have any shape, but is preferably particulate.
  • the solid may be included in a form included in the ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention, may be included in a form included outside the ice, Since it is easier to come into direct contact with the object to be cooled when it is contained in the form of being contained outside the ice, the cooling ability is increased. For this reason, it is preferable to be included in a form included outside the ice.
  • the ice slurry produced by the flake ice production apparatus of the present invention contains the above solid, the ice is produced by the method for producing ice produced by the flake ice production apparatus of the present invention described later, and then mixed with the solid.
  • ice may be produced in a state of being mixed with water as a raw material in advance.
  • the wall surface is, for example, an inner wall of a cylindrical structure such as a drum 11 in FIG. 1 to be described later, but is not particularly limited as long as it can be maintained at a temperature below the freezing point of the aqueous solution.
  • the temperature of the wall surface is not particularly limited as long as it is maintained at a temperature lower than or equal to the freezing point of the aqueous solution.
  • the spraying method is not particularly limited, for example, spraying can be performed by spraying from a spraying means having a spraying hole 13a like a spraying unit 13 in FIG.
  • the water pressure at the time of injection is, for example, 0.001 MPa or more (0.002 MPa or more, 0.005 MPa or more, 0.01 MPa or more, 0.05 MPa or more, 0.1 MPa or more, 0.2 MPa or more, etc.). 1 MPa or less (0.8 MPa or less, 0.7 MPa or less, 0.6 MPa or less, 0.5 MPa or less, 0.3 MPa or less, 0.1 MPa or less, 0.05 MPa or less, 0.01 MPa or less, etc.) There may be.
  • a rotating means such as a rotatable shaft 12 is provided on the central axis of the saddle drum 11, and the spraying is performed by continuous spraying such as spraying while rotating. Also good.
  • This invention has the process of collect
  • the method of collecting is not particularly limited, and for example, as shown in FIG. 1 to be described later, the ice on the wall surface may be scraped by means such as a blade 15 and the dropped ice may be collected.
  • the actual melting completion temperature can be adjusted by adjusting the amount of ice making heat remaining in the ice. In order to adjust the ice making heat, it can be performed by adjusting the holding time of the ice on the wall surface in the recovery step of the present invention.
  • FIG. 1 is an image diagram including a partial cross-sectional perspective view showing an outline of a flake ice manufacturing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the flake ice manufacturing apparatus 10 includes a drum 11, a rotating shaft 12, an injection unit 13, a scraping unit 14, a blade 15, a flake ice discharge port 16, and an upper bearing member 17. , A heat protection cover 19, a geared motor 20, a rotary joint 21, a refrigerant clearance 24, a bush 28, a refrigerant supply unit 29, and a rotation control unit 27.
  • the drum 11 includes an inner cylinder 22, an outer cylinder 23 surrounding the inner cylinder 22, and a refrigerant clearance 24 formed between the inner cylinder 22 and the outer cylinder 23.
  • the outer peripheral surface of the drum 11 is covered with a cylindrical heat-resistant protective cover 19.
  • the material of the inner cylinder 22 and the outer cylinder 23 is not particularly limited. In this embodiment, steel is employed.
  • Refrigerant is supplied to the refrigerant clearance 24 from the refrigerant supply unit 29 via the refrigerant pipe 35. Thereby, the inner peripheral surface of the inner cylinder 22 is cooled.
  • the rotary shaft 12 is arranged on the central axis of the drum 11 and rotates around the material axis with the central shaft as an axis, using a geared motor 20 installed above the upper bearing member 17 as a power source.
  • the rotational speed of the geared motor 20 is controlled by a rotation control unit 27 described later.
  • a rotary joint 21 is attached to the top of the rotating shaft 12.
  • the upper part of the rotating shaft 12 is formed with a hole 12a extending in the material axis direction and communicating with each pipe 13 (see FIG. 2).
  • the injection unit 13 is composed of a plurality of pipes having injection holes 13 a for injecting brine toward the inner peripheral surface of the inner cylinder 22 at the tip, and rotates together with the rotating shaft 12.
  • the brine injected from the injection hole 13a adheres to the inner peripheral surface of the inner cylinder 22 cooled by the refrigerant, and freezes rapidly without giving time for separation.
  • the plurality of pipes constituting the injection unit 13 extend radially from the rotary shaft 12 in the radial direction of the drum 11.
  • the installation height of each pipe is not particularly limited, but in this embodiment, the installation height is set at an upper position of the inner cylinder 22 of the drum 11. Note that a spray nozzle or the like may be employed instead of the pipe.
  • the scraping unit 14 is composed of a plurality of arms on which blades 15 that scrape the brine adhering to the inner peripheral surface of the drum 11 in a frozen state are attached to the tip.
  • the scraping portion 14 extends in the radial direction of the drum 11 and rotates together with the rotating shaft 12.
  • the plurality of arms constituting the scraping portion 14 are mounted so as to be symmetric with respect to the rotating shaft 12.
  • the number of arms is not particularly limited, but in the present embodiment, the number of arms is two.
  • the size and material of the blade 15 attached to the tip of each arm are not particularly limited as long as the frozen brine can be scraped off.
  • the blade 15 in the present embodiment is made of a stainless steel plate having a length substantially equal to the entire length (total height) of the inner cylinder 22, and a plurality of saw teeth 15 a are formed on the end surface facing the inner cylinder 22. .
  • the flake ice dropped from the flake ice discharge port 16 is stored in a flake ice storage tank 34 (FIG. 2) disposed immediately below the flake ice manufacturing apparatus 10.
  • the upper bearing member 17 has a shape in which the pan is inverted, and seals the upper surface of the drum 11.
  • a bush 24 that supports the rotating shaft 12 is fitted in the center of the upper bearing member 17.
  • the rotating shaft 12 is supported only by the upper bearing member 17, and the lower end portion of the rotating shaft 12 is not pivotally supported. That is, since there is no obstacle below the drum 11 when the flake ice scraped by the blade 15 falls, the lower surface of the drum 11 serves as a flake ice discharge port 16 for discharging the flake ice.
  • the refrigerant supply unit 29 supplies a refrigerant for cooling the inner peripheral surface of the inner cylinder 22 to the refrigerant clearance 24 via the refrigerant pipe 35.
  • the refrigerant supplied by the refrigerant supply unit 29 is not particularly limited as long as it cools the inner peripheral surface of the inner cylinder 22.
  • LNG Liquid Natural Gas / liquefied natural gas
  • a method of using LNG as a refrigerant will be described later with reference to FIG.
  • the refrigerant supplied to the refrigerant clearance 24 can be circulated between the refrigerant clearance 24 and the refrigerant supply unit 36 via the refrigerant pipe 35. Thereby, the refrigerant
  • the rotation control unit 27 adjusts the rotation speed of the ejection unit 13 and the scraping unit 14 that rotate together with the rotating shaft 12 by adjusting the rotation speed of the geared motor 20.
  • the method by which the rotation control unit 27 controls the rotation speed is not particularly limited. Specifically, for example, a control method using an inverter may be employed.
  • FIG. 2 is an image diagram showing an outline of the entire flake ice production system 60 including the flake ice production apparatus 10 of FIG.
  • the flake ice production system 60 includes a flake ice production apparatus 10, a brine storage tank 30, a pump 31, a brine pipe 32, a brine tank 33, a flake ice storage tank 34, a refrigerant pipe 35, and a freezing point adjustment unit. 36.
  • the brine storage tank 30 stores brine as a raw material for flake ice.
  • the brine stored in the brine storage tank 30 is fed to the rotary joint 21 via the brine pipe 32 by operating the pump 31, and becomes flake ice by the flake ice manufacturing apparatus 10. That is, the brine fed to the rotary joint 21 is fed to the pit hole 12 a formed in the rotary joint 21 and the rotary shaft 12, and is fed from the pit hole 12 a to each pipe constituting the injection unit 13.
  • the brine tank 33 supplies brine to the brine storage tank 30 when the brine in the brine storage tank 30 is low.
  • the brine that has flowed down without being frozen on the inner peripheral surface of the inner cylinder 22 is stored in the brine storage tank 30 and is fed again to the rotary joint 21 via the brine pipe 32 by operating the pump 31.
  • the flake ice storage tank 34 is disposed immediately below the flake ice manufacturing apparatus 10 and stores the flake ice that has fallen from the flake ice discharge port 16 of the flake ice manufacturing apparatus 10.
  • the freezing point adjustment unit 36 adjusts the freezing point of the brine supplied to the brine storage tank 30 by the brine tank 33.
  • the freezing point of the salt water varies depending on the concentration, so the freezing point adjustment unit 36 adjusts the concentration of the salt water stored in the brine storage tank 30.
  • the method for adjusting the freezing point of the brine is not particularly limited to this.
  • the following method can also be employed. That is, a plurality of brine storage tanks 30 are provided, and a plurality of types of brines having different freezing points are stored in each of several brine storage tanks 30.
  • the brine freezing point adjustment unit 37 selects a predetermined type of brine based on the required temperature of the flake ice (for example, the required cool temperature for the transported product transported by the flake ice), The flake ice production apparatus 10 is supplied. Thus, the temperature of the flake ice produced can be adjusted by adjusting the freezing point of the brine.
  • the refrigerant supply unit 36 supplies the refrigerant to the refrigerant clearance 24 and sets the temperature of the inner peripheral surface of the inner cylinder 22 to be about ⁇ 10 ° C. lower than the freezing point of the salt water. Thereby, the salt water adhering to the inner peripheral surface of the inner cylinder 22 can be frozen.
  • the rotation control unit 27 drives the geared motor 20 to rotate the rotating shaft 12 around the material axis.
  • the pump 31 supplies brine that is brine into the rotary shaft 12 from the brine storage tank 30 via the rotary joint 21.
  • the injection unit 13 that rotates together with the rotating shaft 12 injects salt water toward the inner peripheral surface of the inner peripheral surface of the inner cylinder 22.
  • the salt water sprayed from the spray unit 13 comes into contact with the inner peripheral surface of the inner peripheral surface of the inner cylinder 22, it freezes instantly and becomes ice.
  • the rotation control unit 27 controls the rotation speed of the rotating shaft 12 to 2 to 4 rpm.
  • the rotation control unit 27 controls the rotation speed of the rotary shaft 12 to 10 to 15 rpm.
  • the ice generated on the inner peripheral surface of the inner cylinder 22 is scraped off by the scraping unit 14 that rotates together with the rotating shaft 12.
  • the ice scraped off by the scraping unit 14 falls from the discharge port 16 as flake ice.
  • the flake ice that has fallen from the discharge port 16 is stored in a flake ice storage tank 34 disposed immediately below the flake ice manufacturing apparatus 10.
  • the salt water that does not become ice but flows down the inner peripheral surface of the inner cylinder 22 is stored in the brine storage tank 30, and is supplied again to the rotary joint 21 via the brine pipe 32 by operating the pump 31. Is done.
  • the brine tank 33 supplies the salt water stored in itself to the brine storage tank 30.
  • the rotation control unit 27 can change the temperature of the flake ice manufactured by the flake ice manufacturing apparatus 10 by changing the rotation speed of the geared motor 20.
  • salt water is adopted as the brain.
  • the freezing point at which salt water freezes depends only on the solute concentration.
  • salt water freezes at ⁇ 1.2 ° C. in any case when the applicant adopts salt water as a brain and changes the rotation speed of the rotary shaft 12 using the flake ice production apparatus 10 of the present embodiment, flake ice produced from the same concentration of salt water is obtained.
  • the temperature of the liquid crystal changes according to the rotational speed, and in particular, the temperature decreases as the rotational speed decreases.
  • the reason for this is that the flake ice is maintained until the ice-heated state is completely melted. Thereby, the temperature of flake ice can be adjusted, fixing the density
  • FIG. 3 is an image diagram showing types of ice slurry that can be produced from the flake ice produced by the flake ice production apparatus 10 of FIG.
  • the flake ice manufacturing apparatus 10 freezes salt water having a solute concentration in the range of 1% to 23.2% when brine is used as salt water, thereby ⁇ 1 ° C. to ⁇ 21.3 Flakes ice (salt ice) in the range of ° C. can be produced.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of use of LNG exhaust heat.
  • imported LNG is stored in the LNG storage tank in a liquid state at -160 ° C.
  • the LNG at -160 ° C is vaporized until it reaches room temperature, adjusted for calorific value, and given odor. And supplied for city gas or GT power generation.
  • the heat of exhaust cooling until LNG at ⁇ 160 ° C. reaches room temperature the production of liquid oxygen and liquid nitrogen, freezing warehouses, cold power generation, seawater as the heat source
  • the technique used for the vaporization of LNG (ORV type) is used.
  • flake ice when brine is salt water (sodium chloride aqueous solution), flake ice can be produced at a saturated state of -21.2 ° C, and when magnesium chloride aqueous solution is saturated at -26.27 ° C, The freezing point is lower than that of glycol salt water and magnesium chloride aqueous solution, and substances that could not be used as brine in the past as “antifreeze liquid” can also be used as flake ice by instant freezing. Specifically, for example, flake ice using ethylene glycol as a brine can be produced.
  • the required cold-retention temperature varies depending on the type of the object to be cooled, and for example, -1 ° C is suitable, and -150 ° C is suitable.
  • the present invention makes it possible to easily produce flake ice matched with a wide range of required cold insulation temperatures by utilizing an ultra-low temperature refrigerant of -160 degrees LNG.
  • the brine is salt water (aqueous sodium chloride solution) in the above-described embodiment, but is not particularly limited.
  • aqueous calcium chloride solution, an aqueous magnesium chloride solution, ethylene glycol, or the like can be employed.
  • a plurality of types of brines having different freezing points according to differences in solute or concentration can be prepared.
  • the ice produced by the ice making apparatus of the present invention is preferably liquid ice containing an aqueous solution containing a solute that satisfies the above conditions (a) and (b). Ice) that does not satisfy one or both of the conditions. That is, the object to be cooled may be kept cold using ice slurries having different solute concentrations of ice and water.
  • the solid having a higher thermal conductivity than the ice between the ice contained in the ice slurry and the object to be cooled is preferable to perform cooling so as to intervene. Thereby, it is possible to cool for a long time while obtaining a cooling capability for a short time by a solid having high thermal conductivity. In such a case, another object may be interposed between ice, a solid having a higher thermal conductivity than ice, and an object to be cooled, depending on the purpose.
  • the object to be cooled in the ice slurry for example, solid (metal etc.) having a higher thermal conductivity than ice, which is not preferable to contact the object to be cooled from the viewpoint of safety
  • the ice slurry is contained, either the ice slurry or the object to be cooled may be accommodated in the bag, and the ice slurry and the object to be cooled may be cooled so as not to be in direct contact with each other.
  • the flake ice manufacturing apparatus 10 according to an embodiment of the ice making apparatus of the present invention, flake ice at an arbitrary temperature can be efficiently manufactured, so the size of the flake ice manufacturing apparatus 10 itself is made more compact. Can be made.
  • the flake ice manufacturing apparatus 10 having a smaller volume than the entire volume of the cooled object to be loaded can be mounted. That is, when transporting a cold object, an ice slurry for cooling the cold object is required in proportion to the amount of the cold object to be transported. Vehicles, ships, and aircraft have maximum loading capacity.
  • the flake ice manufacturing apparatus 10 In order to maximize the load capacity of the object to be cooled within the range of the maximum load capacity, it is necessary to minimize the amount of ice slurry within the range in which the cooling effect can be maintained. At this time, if the flake ice manufacturing apparatus 10 is made compact, the volume of the cold-reserved object can be maximized within the range of the maximum load capacity because the volume of the ice-cold object can be smaller than that of the entire cold-retained object to be loaded. It becomes possible to make it.
  • the flake ice production apparatus and the flake ice production system to which the present invention is applied need only have the following configuration, and can take various embodiments. That is, the flake ice production apparatus to which the present invention is applied (for example, the flake ice production apparatus 10 in FIG. 1)
  • An inner cylinder for example, inner cylinder 22 in FIG. 1)
  • an outer cylinder for example, corresponding 23 in FIG. 1 surrounding the inner cylinder
  • a clearance for example, FIG. 1 formed between the inner cylinder and the outer cylinder.
  • a drum e.g., drum 11 in FIG. 1)
  • a refrigerant supply unit for example, the refrigerant supply unit 36 in FIG. 2) for supplying a refrigerant (for example, LNG in FIG.
  • a rotating shaft that rotates around the central axis of the drum (for example, the rotating shaft 12 in FIG. 1);
  • An injection unit e.g., the injection unit 13 in FIG. 1 that rotates with the rotation shaft and injects brine toward the inner peripheral surface of the inner cylinder;
  • the brine jetted from the jetting unit adheres to the inner peripheral surface of the inner cylinder cooled by the refrigerant supplied to the clearance and scrapes off the resulting flake ice (for example, Scraping part 14) of FIG. Is provided.
  • the flake ice which frozen the brine can be manufactured easily.
  • the brine is An aqueous solution containing a solute that satisfies a predetermined condition; A solid (for example, metal) having higher thermal conductivity than liquid ice containing the aqueous solution can be contained. Thereby, cooling capacity can be made high.
  • liquid is Furthermore, oil can be contained.
  • the solute is Two or more solutes having different freezing point depression degrees can be included. Thereby, the manufacturing method of the flake ice excellent in cooling capacity and the manufacturing method of the flake ice which can maintain the state which is not isolate
  • a speed control unit (for example, the rotation control unit 27 in FIG. 2) that variably controls the rotation speed of the rotary shaft. Can further be provided. Thereby, since the rotational speed of the geared motor 20 can be made low, the flake ice of temperature lower than usual can be manufactured.
  • the refrigerant supply unit As the refrigerant, liquefied natural gas can be supplied to the clearance.
  • a flake ice production system to which the present invention is applied (for example, the flake ice production system 60 in FIG. 2) A flake ice production system that freezes brine to produce flake ice, A spraying section for spraying the brine (for example, the spraying section 13 in FIG. 1); A member for producing the flake ice by freezing the brine by adhering the sprayed brine in a state cooled below the freezing point of the brine by a predetermined refrigerant (for example, LNG in FIG. 4) (for example, Flake ice production apparatus 10) of FIG.
  • a refrigerant supply unit (for example, the refrigerant supply unit 36 in FIG. 2) that supplies the member with a liquefied gas (for example, LNG in FIG. 4) that can cool the member below the freezing point of the brine.
  • a refrigerant supply unit for example, the refrigerant supply unit 36 in FIG. 2 that supplies the member with a liquefied gas (for example, LNG in FIG.
  • coolant supply part can supply LNG to the said member as said predetermined
  • the flake ice manufacturing apparatus 10 to which this invention is applied can be mounted in a moving body.
  • the size of flake ice manufacturing apparatus itself can be made more compact. For this reason, for example, in a vehicle, a ship, and an aircraft for transporting the object to be cooled, a flake ice manufacturing apparatus having a smaller volume than the volume of the entire cold object to be loaded can be mounted.

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Abstract

溶質濃度を略均一とする凍結点の異なる複数種類のフレークアイスを容易に製造する手法を提供すること。　フレークアイス製造装置１０であって、ドラム１１は、内筒２２と、内筒２２を囲繞する外筒２３と、内筒２２と外筒２３との間に形成されるクリアランス２４とを含み、冷媒供給部２９は、クリアランス２４に対して冷媒を供給する。回転軸１２は、ドラム１１の中心軸を軸として回転する。噴射部１３は、回転軸１２と共に回転し、内筒２２の内周面に向けてブラインを噴射する。掻取部１４は、噴射部１３から噴射されたブラインが、クリアランス２４に供給された前記冷媒により冷却された内筒２２の内周面に付着し、その結果として生成されたフレークアイスを掻き取る。

Description

フレークアイス製造装置、フレークアイス製造システム、フレークアイス製造方法、移動体
　本発明は、フレークアイス製造装置、フレークアイス製造システム、フレークアイス製造方法、移動体に関する。
　従来より、生鮮海産物の鮮度や品質を保持するために、生鮮海産物を氷で冷却する方法がとられている。例えば、漁船が漁に出る際には、大量の氷を漁船に積み込み、水氷（氷と海水の混合物）を満たした容器に、捕獲した魚を入れて輸送している。
　しかしながら、真水から作った氷の場合、氷が溶けると、鮮度保持に使用している海水の溶質濃度が低下する。その結果、浸透圧により、水氷に浸している魚の体内に水が浸入して、魚の鮮度や味覚が落ちてしまうという問題がある。
　そこで、特許文献１では、生鮮食品の鮮度保持に用いるために、略０．５～２．５％の溶質濃度を有する塩含有水の凍結により得られた塩含有氷をスラリー状に形成してなる塩含有水の製氷方法において、ろ過殺菌をした海水等の原水を塩分調整して約１．０～１．５％前後の溶質濃度の塩含有水となし、該塩含有水に急速冷却を行なうことにより前記溶質濃度に対応する－５～－１℃の氷点温度を持つスラリー状塩含有氷を生成する方法が開示されている。
　また、従来より、魚の鮮度を保持すること等を目的として、氷が被冷却物の冷却に用いられている。
　特許文献２には、食塩水からなる氷を魚に接触させることで魚を冷却し、魚の鮮度を保持する方法が開示されている。特許文献２には、食塩水からなる氷の製造方法として、塩水溶液を容器に溜め外部より冷却する方法が開示されている。
　また、生鮮海産物等の動植物又はその部分は、氷水で冷却して鮮度を保持することが従来行われている。しかしながら、真水から作った氷の場合、氷が溶けると、鮮度保持に使用している海水の溶質濃度が低下する。その結果、浸透圧により、水氷に浸している動植物又はその部分の体内に水が浸入して、鮮度等が落ちてしまうという問題がある。
　そこで、特許文献３では、略０．５～２．５％の溶質濃度を有する塩含有水の凍結により得られた塩含有氷をスラリー状に形成してなる塩含有水の製氷方法において、ろ過殺菌をした海水等の原水を塩分調整して約１．０～１．５％前後の溶質濃度の塩含有水となし、該塩含有水に急速冷却を行なうことにより前記溶質濃度に対応する－５～－１℃の氷点温度を持つスラリー状塩含有氷を生成する方法が開示されている。
　また、特許文献４では、０．２～５．０％（ｗ／ｖ）の食塩水ににがりを添加して、－３～１０℃の水温に保持した液中に、鮮魚を一定時間浸漬して凍結する方法が開示されている。
　また、生鮮海産物等の生鮮動植物又はその部分の鮮度を保持するため、生鮮海産物等を氷で冷却することで被冷凍生鮮動植物又はその部分の製造することが従来より行われている。例えば、漁船が漁に出る際には、大量の氷を漁船に積み込み、水氷（氷＋海水）を満たした容器に、捕獲した魚を入れて輸送している。しかしながら、真水から作った氷の場合、氷が溶けると、鮮度保持に使用している海水の溶質濃度が低下する。その結果、浸透圧により、水氷に浸している魚の体内に水が浸入して、魚の鮮度や味覚が落ちてしまうという問題がある。
　そこで、特許文献３では、製造された被冷凍動植物又はその部分の鮮度保持に用いるために、略０．５～２．５％の溶質濃度を有する塩含有水の凍結により得られた塩含有氷をスラリー状に形成してなる塩含有水の製氷方法において、ろ過殺菌をした海水等の原水を塩分調整して約１．０～１．５％前後の溶質濃度の塩含有水となし、該塩含有水に急速冷却を行なうことにより前記溶質濃度に対応する－５～－１℃の氷点温度を持つスラリー状塩含有氷を生成する方法が開示されている。
　また、特許文献４では、０．２～５．０％（ｗ／ｖ）の食塩水ににがりを添加して、－３～１０℃の水温に保持した浸漬液中に、鮮魚を一定時間浸漬する方法が開示されている。
特開２００２－１１５９４５号公報 特開２０００－３５４４５４２号公報 特開２００２－１１５９４５号公報 特開２００６－１５８３０１号公報
　しかしながら、特許文献１を含め従来の技術では、生鮮海産物中の水分は凍結すると結晶化するが、生鮮海産物中の氷の結晶が大きくなるため、生鮮海産物の細胞組織が破壊され、鮮度、味覚を維持できないという問題がある。また、特許文献１に記載されている従来方法の場合、スラリー状塩含有氷の氷点温度や浸漬液の水温がさほど低くないため、短期間しか生鮮海産物の鮮度を保持できず、被保冷物毎に要求される保冷温度に対応することができない。
　また、塩水を凍らせた氷は、凍結点の高い真水の部分から凍結し始め、最終的に凍結する部分には、少量の塩水が凍結した部分や、氷の周りに析出した塩が付着している状況となり、氷の溶質濃度は不均一となってしまう。そして、融解時には、最終的に凍結した部分が先に融解し、高濃度の塩水が出てくるため、融解水は、融解の過程で溶質濃度が大幅に変化したり、温度が０℃に向けて上昇するといった技術的な課題があった。
　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、溶質濃度を略均一とするフレークアイスを容易に製造することを目的とする。また、冷却能に優れたフレークアイスの製造方法、及び分離しない状態を長く持続させることができるフレークアイスの製造方法を提供することができる。
　上記目的を達成するため、本発明の一態様のフレークアイス製造装置は、
　ブラインを凍結させてフレークアイスを製造するフレークアイス製造装置であって、
　内筒と、当該内筒を囲繞する外筒と、当該内筒と当該外筒との間に形成されるクリアランスとを含むドラムと、
　前記クリアランスに対して冷媒を供給する冷媒供給部と、
　前記ドラムの中心軸を軸として回転する回転軸と、
　前記回転軸と共に回転し、前記内筒の内周面に向けてブラインを噴射する噴射部と、
　前記噴射部から噴射された前記ブラインが、前記クリアランスに供給された前記冷媒により冷却された前記内筒の内周面に付着し、その結果として生成されたフレークアイスを掻き取る掻取部と、
　を備える。
　また、前記ブラインは、
　所定の条件を満たす、溶質を含有する水溶液と、
　前記水溶液を含む液体の氷よりも高い熱伝導率を有する固体（例えば金属）を含有することができる。
　また、前記液体は、
　さらに油を含有することができる。
　また、前記溶質は、
　凝固点降下度が異なる２種以上の溶質を含むことができる。
　また、本発明の一態様のフレークアイス製造装置は、
　前記回転軸の回転速度を可変制御する速度制御部
　をさらに備えることができる。
　また、前記冷媒供給部は、
　前記冷媒として、液化天然ガスを前記クリアランスに供給することができる。
　また、本発明の一態様のフレークアイス製造装置は、移動体に搭載させることができる。
　本発明によれば、溶質濃度を略均一とするフレークアイスを容易に製造することができる。また、冷却能に優れたフレークアイスの製造方法、及び分離しない状態を長く持続させることができるフレークアイスの製造方法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係るフレークアイス製造装置の概要を示す部分断面斜視図を含むイメージ図である。 図１のフレークアイス製造装置を含むフレークアイス製造システムの全体の概要を示すイメージ図である。 図１のフレークアイス製造装置によって製造されたフレークアイスから製造することができる氷スラリーの種類を示すイメージ図である。 ＬＮＧの排冷熱の利用例を示す図である。
　＜氷＞
　本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷は、以下の（ａ）及び（ｂ）の条件を満たす、溶質を含有する水溶液を含む液体（ブラインともいう。）の氷（フレークアイスともいう。）である。
　（ａ）融解完了時の温度が０℃未満である
　（ｂ）融解過程で前記氷から発生する水溶液の溶質濃度の変化率が３０％以内である
　水に溶質を融解した場合、その水溶液の凝固点が低下するという凝固点降下が生じることが知られている。凝固点降下の作用により、食塩等の溶質が融解した水溶液は、その凝固点が低下している。つまり、そのような水溶液からなる氷は、真水からなる氷より低い温度で凝固した氷である。
　ここで、氷が水に変化するときに必要な熱を「潜熱」というが、この潜熱は温度変化を伴わない。このような潜熱の効果により、上記のような凝固点が低下した氷は、融解時に真水の凝固点以下の温度で安定な状態が続くため、冷熱エネルギーを蓄えた状態が持続することになる。
　よって、本来であれば、被冷却物の冷却能が真水からなる氷より高くなるはずである。しかし、従来の技術によって製造された氷は、冷却の際に自身の温度が経時的に早く上がる等、被冷却物を冷却する能力が十分なものではないことを本発明者らは発見した。その理由について本発明者らは検討したところ、従来の技術では食塩等の溶質を含有する水溶液から氷を製造したとしても、実際は、水溶液が凍る前に溶質を含まない氷が先に製造されてしまい、結果として製造されるのは溶質を含まない氷と溶質との混合物となってしまうか、あるいは、凝固点の低下した氷はほんの僅かしか生成されないため、冷却能の高い氷が製造されていなかったことがわかった。
　しかしながら、本発明者らは、所定の方法により（詳細は後述する）、凝固点が低下した水溶液を含む液体の氷を製造することに成功した。このような本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷は、上述の（ａ）及び（ｂ）の条件を満たすものである。以下、上述の（ａ）及び（ｂ）の条件について説明する。
　（融解完了時の温度）
　上記（ａ）に関して、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷は、溶質を含む水溶液を含む液体の氷であるため、真水（溶質を含まない水）の凝固点より凝固点の温度が低下している。そのため、融解完了時の温度が０℃未満であるという特徴を有する。「融解完了時の温度」とは、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷を融点以上の環境下（例えば、室温、大気圧下）に置くことで氷の融解を開始させ、全ての氷が融解して水になった時点におけるその水の温度のことを指す。
　融解完了時の温度は０℃未満であれば特に限定されず、溶質の種類、濃度を調整することで適宜変更することができる。融解完了時の温度は、より冷却能が高いという点で、温度が低い方が好ましく、具体的には、－１℃以下（－２℃以下、－３℃以下、－４℃以下、－５℃以下、－６℃以下、－７℃以下、－８℃以下、－９℃以下、－１０℃以下、－１１℃以下、－１２℃以下、－１３℃以下、－１４℃以下、－１５℃以下、－１６℃以下、－１７℃以下、－１８℃以下、－１９℃以下、－２０℃以下等）であることが好ましい。他方、凝固点を、被冷却物の凍結点に近づけた方が好ましい場合もあり（例えば、生鮮動植物の損傷を防ぐため等）、このような場合は、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。
　（溶質濃度の変化率）
　上記（ｂ）に関して、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷は、融解過程で氷から発生する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。特許文献１に記載されたような方法においても、わずかに凝固点の低下した氷が生じる場合もあるが、そのほとんどは溶質を含まない水の氷と溶質の結晶との混合物であるため、冷却能が十分なものでない。このように溶質を含まない水の氷と溶質の結晶との混合物が多く含まれる場合、氷を融解条件下においた場合、融解に伴う溶質の溶出速度が不安定であり、融解開始時に近い時点である程、溶質が多く溶出し、融解が進むとともに溶質の溶出する量が少なくなり、融解が完了時に近い時点程、溶質の溶出量が少なくなる。これに対し、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷は、溶質を含む水溶液を含む液体の氷からなるものであるため、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、融解過程で氷から発生する水溶液の溶質濃度の変化率が３０％である。なお、「融解過程で氷から発生する水溶液の溶質濃度の変化率」とは、融解過程の任意の時点での発生する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、水溶液中の溶質の質量の濃度を意味する。
　本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷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、その変化率が少ない方が、凝固点の低下した水溶液の氷の純度が高いこと、つまり、冷却能が高いことを意味する。この観点から、溶質濃度の変化率は、２５％以内（２４％以内、２３％以内、２２％以内、２１％以内、２０％以内、１９％以内、１８％以内、１７％以内、１６％以内、１５％以内、１４％以内、１３％以内、１２％以内、１１％以内、１０％以内、９％以内、８％以内、７％以内、６％以内、５％以内、４％以内、３％以内、２％以内、１％以内、０．５％以内等）であることが好ましい。他方、溶質濃度の変化率は、０．１％以上（０．５％以上、１％以上、２％以上、３％以上、４％以上、５％以上、６％以上、７％以上、８％以上、９％以上、１０％以上、１１％以上、１２％以上、１３％以上、１４％以上、１５％以上、１６％以上、１７％以上、１８％以上、１９％以上、２０％以上等）であってもよい。
　（溶質）
　本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷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、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、液状の溶質等が挙げられるが、代表的な固体状の溶質としては、塩類（無機塩、有機塩等）が挙げられる。特に、塩類のうち、食塩（ＮａＣｌ）は、凝固点の温度を過度に下げすぎず、生鮮動植物又はその一部の冷却に適してことから好ましい。また、食塩は海水に含まれるものであるため、調達が容易であるという点でも好ましい。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。
　本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷に含まれる溶質の濃度は特に限定されず、溶質の種類、所望の凝固点、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。例えば、溶質として食塩を用いた場合は、水溶液の凝固点をより下げて、高い冷却能を得ることができる点で、食塩の濃度は０．５％（ｗ／ｖ）以上（１％（ｗ／ｖ）以上、２％（ｗ／ｖ）以上、３％（ｗ／ｖ）以上、４％（ｗ／ｖ）以上、５％（ｗ／ｖ）以上、６％（ｗ／ｖ）以上、７％（ｗ／ｖ）以上、８％（ｗ／ｖ）以上、９％（ｗ／ｖ）以上、１０％（ｗ／ｖ）以上、１１％（ｗ／ｖ）以上、１２％（ｗ／ｖ）以上、１３％（ｗ／ｖ）以上、１４％（ｗ／ｖ）以上、１５％（ｗ／ｖ）以上、１６％（ｗ／ｖ）以上、１７％（ｗ／ｖ）以上、１８％（ｗ／ｖ）以上、１９％（ｗ／ｖ）以上、２０％（ｗ／ｖ）以上等）であることが好ましい。他方、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷を生鮮動植物又はその一部の冷却に用いる場合等においては、凝固点の温度を過度に下げすぎない方が好ましく、この観点で、２３％（ｗ／ｖ）以下（２０％（ｗ／ｖ）以下、１９％（ｗ／ｖ）以下、１８％（ｗ／ｖ）以下、１７％（ｗ／ｖ）以下、１６％（ｗ／ｖ）以下、１５％（ｗ／ｖ）以下、１４％（ｗ／ｖ）以下、１３％（ｗ／ｖ）以下、１２％（ｗ／ｖ）以下、１１％（ｗ／ｖ）以下、１０％（ｗ／ｖ）以下、９％（ｗ／ｖ）以下、８％（ｗ／ｖ）以下、７％（ｗ／ｖ）以下、６％（ｗ／ｖ）以下、５％（ｗ／ｖ）以下、４％（ｗ／ｖ）以下、３％（ｗ／ｖ）以下、２％（ｗ／ｖ）以下、１％（ｗ／ｖ）以下等）であることが好ましい。
　本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷は冷却能に優れるため、被保冷物を冷却させる冷媒としての使用に適している。被保冷物を冷却させる低温の冷媒としては、氷以外に、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が、これらの不凍液より氷の方が熱伝導率が高く、比熱が高い。そのため、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷のような溶質を溶解させて凝固点が低くなった氷は、不凍液のような他の０℃未満の冷媒より、冷却能が優れている点においても有用である。
　本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷は、上記の溶質以外の成分を含んでもよく、含まなくてもよい。
　本発明において、「氷」とは、水溶液を含む液体が凍ったものを指す。
　また、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷は、真水の凝固点以下の温度で安定な状態が続くため、すなわち、分離しない状態を長く持続させることができる。そのため、例えば、後述のとおり、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷を構成する液体が、上記の溶質を含有する水溶液に加え、さらに、油を含む液体であった場合、該油が均一な状態が長持ちし、つまり、分離しない状態を長く持続させることができる。
　上述のとおり、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷を構成する液体は、上記の溶質を含有する水溶液に加え、さらに、油を含む液体であってもよい。そのような液体としては、生乳、水と油を含む産業廃棄物（廃棄乳等）が挙げられる。液体が生乳であった場合、その氷を食したときの官能性が向上する点で好ましい。このように、官能性が向上する理由は、生乳に含まれる油（脂肪）が氷の中に閉じ込められた状態であるからと推測される。なお、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷は、上記の溶質を含有する水溶液を凍結させたもののみから構成してもよい。
　本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷を構成する液体がさらに油を含む場合、液体中の水と油との比率は、特に限定されず、例えば、１：９９～９９：１（１０：９０～９０：１０、２０：８０～８０：２０、３０：８０～８０：３０、４０～６０：４０～６０等）の範囲で適宜選択してもよい。
　また、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷は、凝固点降下度の異なる２種以上の溶質を含む水溶液の氷であってもよい。この場合、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷は、一方の溶質を含む水溶液の氷と、他方の溶質を含む水溶液の氷との混合物であってもよい。かかる場合、例えば、溶質としてエチレングリコールを含む水溶液の氷に、エチレングリコールと凝固点降下度の異なる溶質として食塩を含む水溶液の氷を加えることで、エチレングリコールを含む水溶液の氷の融解を遅らせることができる。あるいは、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷は、２種以上の溶質を同一の水溶液に溶解した水溶液の氷であってもよい。また、凝固点降下度の異なる２種以上の溶質を併用する場合、対象となる溶質を含む水溶液の氷の融点を下げる場合においても有用である。例えば、溶質として食塩を用いる場合に、食塩よりさらに融点を下げることができる溶質（エチレングリコール、塩化カルシウム等）を併用することで、食塩水の氷の融点を下げることができ、例えば、食塩水の氷のみではなしえない－３０℃近辺での温度を実現できる。凝固点降下度の異なる２種以上の溶質の比率は、目的に応じて適宜変更することができる。
　（被保冷物を冷却させる冷媒（氷スラリーともいう。））
　本発明は、上記の氷を含む、被保冷物を冷却させる冷媒を包含する。上記のとおり、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷は冷却能に優れるため、被保冷物を冷却させる冷媒に好適である。
　なお、被保冷物を冷却させるための冷媒と、内筒２２（図１参照）を冷却させるための冷媒との混同を防ぐため、被保冷物を冷却させるための冷媒を、以下「氷スラリー」と呼ぶ。
　本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷スラリーは、上記の氷の他の成分を含んでもよく、例えば、上記の氷以外に水を含むことで、氷と水との混合物により構成してもよい。例えば、氷に含まれる溶質と同一の溶質を含有する水をさらに含む場合、氷における溶質の濃度と、水における溶質の濃度は近い方が好ましい。その理由は、以下のとおりである。
　氷の溶質濃度が水の溶質濃度より高い場合、氷の温度が水の飽和凍結点より低いため、溶質濃度が低い水を混合した直後に水分が凍結する。一方、氷の溶質濃度が水の溶質濃度より低い場合、氷の飽和凍結点よりも水の飽和凍結点のほうが低いため氷が融解し、氷と水との混合物からなる氷スラリーの温度が低下する。つまり、氷と水との混合物の状態（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、混合する氷と水の溶質濃度を同程度とすることが好ましい。また、氷と水との混合物の状態である場合、水は、上記氷が融解してなる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、上記氷が融解してなるものであることが好ましい。
　具体的には、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷スラリーを氷と水との混合物により構成する場合、氷における溶質の濃度と、水における溶質の濃度との比が、７５：２５～２０：８０であることがより好ましく、７０：３０～３０：７０であることがさらに好ましく、６０：４０～４０：６０であることがより一層好ましく、５５：４５～４５：５５であることがさらに一層好ましく、５２：４８～４８：５２であることが特に好ましく、５０：５０であることが最も好ましい。特に、溶質として食塩を用いる場合、氷における溶質の濃度と、水における溶質の濃度との比が上記範囲内にあることが好ましい。
　本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷の原料となる水は、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、の氷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、調達が容易であり、これによりコストの削減も可能となる。
　本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷スラリーは、さらに、上記の本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷より高い熱伝導率を有する固体を含有してもよく、含有さなくてもよいが、含有することが好ましい。短時間で冷却対象物を冷却しようとした場合、熱伝導率の高い固体を利用することにより達成可能であるが、この場合、その固体自身も短時間で冷熱エネルギーを失い温度が上がりやすいため、長時間の冷却には不適である。他方、熱伝導率の高い固体を利用しない方が長時間の冷却に適しているが、短時間で冷却対象物を冷却するのには不適である。しかしながら、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷は、上記のように冷却能が高いため、熱伝導率の高い固体による短時間の冷却能力を得つつ、長時間の冷却も可能としている点で有用である。本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷より高い熱伝導率を有する固体としては、例えば、金属（アルミニウム、銀、銅、金、ジュラルミン、アンチモン、カドミウム、亜鉛、すず、ビスマス、タングステン、チタン、鉄、鉛、ニッケル、白金、マグネシウム、モリブデン、ジルコニウム、ベリリウム、インジウム、ニオブ、クロム、コバルト、イリジウム、パラジウム）、合金（鋼（炭素鋼、クロム鋼、ニッケル鋼、クロムニッケル鋼、ケイ素鋼、タングステン鋼、マンガン鋼等）、ニッケルクロム合金、アルミ青銅、砲金、黄銅、マンガニン、洋銀、コンスタンタン、はんだ、アルメル、クロメル、モネルメタル、白金イリジウム等）、ケイ素、炭素、セラミックス（アルミナセラミックス、フォルステライトセラミックス、ステアタイトセラミックス等）、大理石、レンガ（マグネシアレンガ、コルハルトレンガ等）等であって、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷より高い熱伝導率を有するものが挙げられる。また、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷より高い熱伝導率を有する固体は、熱伝導率が２．３Ｗ／ｍ　Ｋ以上（３Ｗ／ｍ　Ｋ以上、５Ｗ／ｍ　Ｋ以上、８Ｗ／ｍ　Ｋ以上等）の固体であることが好ましく、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ　Ｋ以上（２０Ｗ／ｍ　Ｋ以上、３０Ｗ／ｍ　Ｋ以上、４０Ｗ／ｍ　Ｋ以上等）の固体であることがより好ましく、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ　Ｋ以上（６０Ｗ／ｍ　Ｋ以上、７５Ｗ／ｍ　Ｋ以上、９０Ｗ／ｍ　Ｋ以上等）の固体であることがさらに好ましく、熱伝導率が１００Ｗ／ｍ　Ｋ以上（１２５Ｗ／ｍ　Ｋ以上、１５０Ｗ／ｍ　Ｋ以上、１７５Ｗ／ｍ　Ｋ以上等）の固体であることがより一層好ましく、熱伝導率が２００Ｗ／ｍ　Ｋ以上（２５０Ｗ／ｍ　Ｋ以上、３００Ｗ／ｍ　Ｋ以上、３５０Ｗ／ｍ　Ｋ以上等）の固体であることがなお好ましく、熱伝導率が２００Ｗ／ｍ　Ｋ以上の固体であることがなお好ましく、熱伝導率が４００Ｗ／ｍ　Ｋ以上（４１０Ｗ／ｍ　Ｋ以上等）の固体であることが特に好ましい。
　本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷スラリーが、上記の本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷より高い熱伝導率を有する固体を含有する場合、上記のとおり、多くの固体を含んでも長時間の冷却に適しており、例えば、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷より高い熱伝導率を有する固体の質量／氷スラリーに含まれる本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷の質量（又は氷スラリーに含まれる本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷と水溶液を含む液体との合計質量）は、１／１０００００以上（１／５００００以上、１／１００００以上、１／５０００以上、１／１０００以上、１／５００以上、１／１００以上、１／５０以上、１／１０以上、１／５以上、１／４以上、１／３以上、１／２以上等）であってもよい。
　本発明における上記固体は、どのような形状であってもよいが、粒子状であることが好ましい。また、上記固体は、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷の内部に含まれた形態で含まれていてもよく、氷の外部に含まれた形態で含まれていてもよいが、氷の外部に含まれた形態で含まれていた方が冷却対象物に直接接しやすくなるため、冷却能が高くなる。このことから、氷の外部に含まれた形態で含まれていた方が好ましい。また、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷スラリーが上記固体を含有する場合、後述の本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷の製造方法により氷を製造した後に上記固体と混合してもよく、あるいは、あらかじめ原料となる水に混合した状態で、氷を製造してもよい。
　以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
［フレークアイス製造装置］
　容器に溜められた状態の水溶液を含む液体を外部から冷却しても、本発明のフレークアイス製造装置により生成される氷を製造することはできない。これは、冷却速度が十分でないことに起因すると考えられる。しかしながら、本発明の一実施形態であるフレークアイス製造装置１０によれば、溶質を含有する水溶液を含む液体を噴霧することで霧状となった水溶液が凝固点以下の温度に保持された壁面に直接接することにより、従来なかった急速な冷却を可能としている。これにより、上記（ａ）及び（ｂ）の条件を満たす、冷却能の高い氷を生成することができると考えられる。
　壁面は、例えば、後述する図１におけるドラム１１のような円柱型の構造物の内壁等が挙げられるが、水溶液の凝固点以下の温度に保持できるような壁面であれば特に限定されない。壁面の温度は、水溶液の凝固点以下の温度に保持されていれば特に限定されないが、上記（ａ）及び（ｂ）の条件を満たす氷の純度が高い氷を製造できる点で、水溶液の凝固点より１℃以上低い温度（２℃以上低い温度、３℃以上低い温度、４℃以上低い温度、５℃以上低い温度、６℃以上低い温度、７℃以上低い温度、８℃以上低い温度、９℃以上低い温度、１０℃以上低い温度、１１℃以上低い温度、１２℃以上低い温度、１３℃以上低い温度、１４℃以上低い温度、１５℃以上低い温度、１６℃以上低い温度、１７℃以上低い温度、１８℃以上低い温度、１９℃以上低い温度、２０℃以上低い温度、２１℃以上低い温度、２２℃以上低い温度、２３℃以上低い温度、２４℃以上低い温度、２５℃以上低い温度等）に保持されることが好ましい。
　噴霧の方法は、特に限定されないが、例えば、後述する図１における噴射部１３のように、噴射孔１３ａを備える噴射手段から、噴射することにより、噴霧をすることができる。この場合において、噴射する際の水圧は、例えば、０．００１ＭＰａ以上（０．００２ＭＰａ以上、０．００５ＭＰａ以上、０．０１ＭＰａ以上、０．０５ＭＰａ以上、０．１ＭＰａ以上、０．２ＭＰａ以上等）であってもよく、１ＭＰａ以下（０．８ＭＰａ以下、０．７ＭＰａ以下、０．６ＭＰａ以下、０．５ＭＰａ以下、０．３ＭＰａ以下、０．１ＭＰａ以下、０．０５ＭＰａ以下、０．０１ＭＰａ以下等）であってもよい。
　また、後述する図１に示すように、竪型ドラム１１の中心軸上に回転可能な回転軸１２を設ける等の回転手段を設け、回転させながら噴霧を行う等の連続的な噴霧により行ってもよい。
　（回収工程）
　本発明は、上述の氷生成工程後に、壁面上において生じた氷を回収する工程を有する。
　回収する方法は、特に限定されず、例えば、後述する図１に示すように、壁面上の氷をブレード１５等の手段により掻き取り、落下した氷を回収してもよい。
　また、氷が生成される際に、製氷熱が発生するが、この製氷熱を帯びることで、実際の融解完了温度に影響を与える可能性がある。このように、融解完了温度は、溶質の種類、濃度のみでなく、製氷熱の影響を受けると考えられる。そのため、氷に残存する製氷熱の熱量を調整することで、実際の融解完了温度を調整することができる。製氷熱を調整するためには、本発明における回収工程において、氷を壁面上の保持時間を調整することで行うことができる。
　図１は、本発明の一実施形態に係るフレークアイス製造装置１０の概要を示す部分断面斜視図を含むイメージ図である。
　図１に示すように、フレークアイス製造装置１０は、ドラム１１と、回転軸１２と、噴射部１３と、掻取部１４と、ブレード１５と、フレークアイス排出口１６と、上部軸受部材１７と、防熱保護カバー１９と、ギヤードモータ２０と、ロータリージョイント２１と、冷媒クリアランス２４と、ブッシュ２８と、冷媒供給部２９と、回転制御部２７とを備える。
　ドラム１１は、内筒２２と、内筒２２を囲繞する外筒２３と、内筒２２と外筒２３との間に形成される冷媒クリアランス２４とで構成される。また、ドラム１１の外周面は、円筒状の防熱保護カバー１９によって覆われている。内筒２２及び外筒２３の材質は特に限定されない。なお、本実施形態では鋼が採用されている。
　冷媒クリアランス２４には、冷媒供給部２９から冷媒配管３５を介して冷媒が供給される。これにより内筒２２の内周面が冷却される。
　回転軸１２は、ドラム１１の中心軸上に配置され、上部軸受部材１７の上方に設置されたギヤードモータ２０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２０の回転速度は、後述の回転制御部２７によって制御される。
　また、回転軸１２の頂部にはロータリージョイント２１が取り付けられている。なお、回転軸１２の上部には、材軸方向に延在し各パイプ１３と連通する竪穴１２ａが形成されている（図２参照）。
　噴射部１３は、内筒２２の内周面に向けてブラインを噴射する噴射孔１３ａを先端部に有する複数のパイプで構成され、回転軸１２と共に回転する。噴射孔１３ａ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２２の内周面に付着し、分離する時間も与えられずに急速に凍結する。
　噴射部１３を構成する複数のパイプは、回転軸１２からドラム１１の半径方向に放射状に延出している。各パイプの設置高さは特に限定されないが、本実施形態では、ドラム１１の内筒２２高さの上部位置に設置されている。なお、パイプに代えてスプレーノズル等を採用してもよい。
　掻取部１４は、ドラム１１の内周面に凍結した状態で付着したブラインを掻き取るブレード１５を先端部に装着する複数のアームで構成される。なお、掻取部１４は、ドラム１１の半径方向に延出し、回転軸１２と共に回転する。
　掻取部１４を構成する複数のアームは、回転軸１２に関して対称となるように装着されている。アームの本数は特に限定されないが、本実施形態では、アームの本数を２本としている。各アームの先端部に装着されているブレード１５の大きさ及び材質は、特に限定されず、凍結したブラインを掻き取ることができればよい。なお、本実施形態におけるブレード１５は、内筒２２の全長（全高）に略等しい長さを有するステンレス製の板材からなり、内筒２２に面する端面には複数の鋸歯１５ａが形成されている。
　凍結したブラインは、ブレード１５によって掻き取られると、フレークアイスとなり、当該フレークアイスは、フレークアイス排出口１６から落下する。フレークアイス排出口１６から落下したフレークアイスは、フレークアイス製造装置１０の直下に配置されたフレークアイス貯留タンク３４（図２）内に貯えられる。
　上部軸受部材１７は、鍋を逆さにした形状からなり、ドラム１１の上面を封止している。上部軸受部材１７の中心部には、回転軸１２を支持するブッシュ２４が嵌装されている。なお、回転軸１２は、上部軸受部材１７にのみ支持され、回転軸１２の下端部は軸支されていない。
　即ち、ドラム１１の下方には、ブレード１５によって掻き取られたフレークアイスが落下する際に障害となる物がないため、ドラム１１の下面はフレークアイスを排出するフレークアイス排出口１６となる。
　冷媒供給部２９は、冷媒クリアランス２４に対して、内筒２２の内周面を冷却させるための冷媒を、冷媒配管３５を介して供給する。なお、冷媒供給部２９によって供給される冷媒は特に限定されず、内筒２２の内周面を冷却させるものであればよい。具体的には例えば、冷媒として、ＬＮＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｇａｓ／液化天然ガス）を採用することができる。ＬＮＧを冷媒として利用する手法については、図４を参照して後述する。
　本実施形態では、冷媒クリアランス２４に供給される冷媒は、冷媒クリアランス２４と冷媒供給部３６との間を冷媒配管３５を介して循環させることができる。これにより、冷媒クリアランス２４に供給されている冷媒を冷却機能が高い状態で維持させることができる。
　回転制御部２７は、ギヤードモータ２０の回転速度を調節することにより、回転軸１２と共に回転する噴射部１３及び掻取部１４の回転速度を調節する。なお、回転制御部２７が回転速度を制御する手法は特に限定されない。具体的には、例えばインバータによる制御手法を採用してもよい。
［フレークアイス製造システム］
　図２は、図１のフレークアイス製造装置１０を含むフレークアイス製造システム６０の全体の概要を示すイメージ図である。
　フレークアイス製造システム６０は、フレークアイス製造装置１０と、ブライン貯留タンク３０と、ポンプ３１と、ブライン配管３２と、ブラインタンク３３と、フレークアイス貯留タンク３４と、冷媒配管３５と、凍結点調節部３６とを備える。
　ブライン貯留タンク３０は、フレークアイスの原料となるブラインを貯える。ブライン貯留タンク３０に貯えられたブラインは、ポンプ３１を作動させることによりブライン配管３２を介してロータリージョイント２１に送給され、フレークアイス製造装置１０によってフレークアイスになる。即ち、ロータリージョイント２１に送給されたブラインは、ロータリージョイント２１及び回転軸１２に形成された竪穴１２ａに送給され、竪穴１２ａから、噴射部１３を構成する各パイプに送給される。
　ブラインタンク３３は、ブライン貯留タンク３０内のブラインが少なくなった場合に、ブライン貯留タンク３０にブラインを供給する。
　なお、内筒２２の内周面で凍結せずに流下したブラインは、ブライン貯留タンク３０に貯えられ、ポンプ３１を作動させることによりブライン配管３２を介してロータリージョイント２１に再び送給される。
　フレークアイス貯留タンク３４は、フレークアイス製造装置１０の直下に配置され、フレークアイス製造装置１０のフレークアイス排出口１６から落下したフレークアイスを貯える。
　凍結点調節部３６は、ブラインタンク３３によってブライン貯留タンク３０に供給されるブラインの凍結点を調節する。例えばブラインが塩水である場合には塩水の凍結点は濃度によって異なるため、凍結点調節部３６は、ブライン貯留タンク３０に貯えられている塩水の濃度を調節する。
　なお、ブラインの凍結点の調整手法は、特にこれに限定されない。例えば、次のような手法を採用することもできる。
　即ち、ブライン貯留タンク３０を複数個設け、凍結点が異なる複数種類のブラインを、数個のブライン貯留タンク３０の夫々に貯留させる。そして、ブライン凍結点調整部３７は、求められるフレークアイスの温度（例えば当該フレークアイスにより搬送される搬送品に対して、求められている保冷温度）に基づいて、所定種類のブラインを選択し、フレークアイス製造装置１０に供給する。
　このように、ブラインの凍結点を調節することにより、製造されるフレークアイスの温度を調節することができる。
　次に、上記構成を有するフレークアイス製造装置１０を含むフレークアイス製造システム６０の動作について、ブラインが塩水であるとして説明する。
　まず、冷媒供給部３６は、冷媒クリアランス２４に冷媒を供給し、内筒２２の内周面の温度を塩水の凍結点より－１０℃程度低くなるように設定する。これにより、内筒２２の内周面に付着した塩水が凍結させることができる。
　内筒２２の内周面が冷却されると、回転制御部２７は、ギヤードモータ２０を駆動させ、回転軸１２を材軸周りに回転させる。
　回転軸１２が回転すると、ポンプ３１は、ブライン貯留タンク３０からロータリージョイント２１を介して回転軸１２内にブラインである塩水を供給する。
　回転軸内１２に塩水が供給されると、回転軸１２と共に回転する噴射部１３は、内筒２２の内周面の内周面に向けて塩水を噴射する。噴射部１３から噴射された塩水は、内筒２２の内周面の内周面に接触すると瞬時に凍結し氷となる。
　このとき、回転制御部２７は、回転軸１２の回転速度を２～４ｒｐｍに制御する。なお、噴射部１３の構成要素としてパイプではなくスプレーノズルを使用した場合には、回転制御部２７は、回転軸１２の回転速度を１０～１５ｒｐｍに制御する。
　内筒２２の内周面に生成された氷は、回転軸１２と共に回転する掻取部１４によって掻き取られる。掻取部１４によって掻き取られた氷は、フレークアイスとして排出口１６から落下する。排出口１６から落下したフレークアイスは、フレークアイス製造装置１０の直下に配置されたフレークアイス貯留タンク３４内に貯えられる。
　上述したように、氷とならず、内筒２２の内周面を流下した塩水はブライン貯留タンク３０に貯えられ、ポンプ３１を作動させることによりブライン配管３２を介してロータリージョイント２１に再び送給される。なお、ブライン貯留タンク３０内の塩水が少なくなった場合は、ブラインタンク３３が、自身に貯えられている塩水がブライン貯留タンク３０に供給する。
　ここで、回転制御部２７が、ギヤードモータ２０の回転速度を変化させることにより、フレークアイス製造装置１０により製造されるフレークアイスの温度を変化させることができる。
　例えばブレインとして塩水が採用されているものとする。この場合、塩水が凍結する凍結点は、その溶質濃度のみに依存すると従来から考えられて来た。例えば溶質濃度が０．８％であれば、どんな場合でも－１．２℃で塩水が凍結すると従来から考えられて来た。
　しかしながら、本出願人が、ブレインとして塩水を採用して、本実施形態のフレークアイス製造装置１０を用いて、回転軸１２の回転速度を変化させたところ、同一濃度の塩水から製造されるフレークアイスの温度が、回転数に応じて変化すること、特に回転数が低下すると温度が低下することを発見した。
　この理由は、フレークアイスは、製氷熱を帯びた状態が融解し終わるまで維持されるためである。
　これにより、ブラインの濃度を、冷蔵、冷凍対象にあわせた所望値に固定しつつ、フレークアイスの温度を調節することができる。
　図３は、図１のフレークアイス製造装置１０によって製造されたフレークアイスから製造することができる氷スラリーの種類を示すイメージ図である。
　図３に示すように、フレークアイス製造装置１０は、ブラインを塩水とした場合に、溶質濃度が１％から２３．２％の範囲の塩水を凍結させることにより、－１℃から－２１．３℃の範囲のフレークアイス（ソルトアイス）を製造することができる。
　図４は、ＬＮＧの排冷熱の利用例を示す図である。
　従来より、輸入されたＬＮＧは、－１６０℃の液体の状態でＬＮＧ貯蔵タンクに格納されており、この－１６０℃のＬＮＧは、常温になるまで気化させられ、熱量調整、付臭が施されて、都市ガスまたはＧＴ発電用に供給される。例えば、ＬＮＧの排冷熱を有効活用する手法として、ＬＮＧ基地では、－１６０℃のＬＮＧが常温になるまでの排冷熱を、液体酸素や液体窒素の製造、冷凍倉庫、冷熱発電、海水を熱源としたＬＮＧの気化（ＯＲＶ式）に利用する手法がとられている。
　しかしながら、上述したフレークアイス製造装置１０の冷媒として利用することにより、従来のような装置、エネルギー等を必要とすることなくＬＮＧを容易に常温にさせることが可能となる。
　また、－１６０度のＬＮＧをフレークアイス製造装置１０の冷媒として利用することにより、凍結点が－１５０度程度までのブラインを瞬間凍結させた超低温のフレークアイスを製造することできる。即ち、ブラインが塩水（塩化ナトリウム水溶液）の場合には飽和状態で－２１．２℃、塩化マグネシウム水溶液の場合には飽和状態で－２６．２７℃のフレークアイスを製造することができるが、エチレングリコール塩水や塩化マグネシウム水溶液よりも凍結点が低く、従来より「不凍液」としてブラインに利用することができなかった物質についても瞬間凍結させることによりフレークアイスとして利用することができる。具体的には、例えばエチレングリコールをブラインとするフレークアイスを製造することもできる。
　即ち、－１６０度のＬＮＧという超低温の冷媒を利用することにより、－１５０℃程度の超低温のフレークアイスを製造することが可能となる。換言すると、要求される保冷温度は、被保冷物の種類に応じて個別に異なるものであり、例えば－１℃が適するものもあれば－１５０℃が適するものもある。本発明は、－１６０度のＬＮＧという超低温の冷媒を利用することにより、幅広く要求される保冷温度にマッチさせたフレークアイスを容易に製造することができる。
　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。
　例えば、ブラインは、上述した実施形態では塩水（塩化ナトリウム水溶液）としたが、特に限定されない。具体的には、例えば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等を採用することができる。これにより、溶質又は濃度の違いに応じた凍結点の異なる複数種類のブラインを用意することができる。
　また、本発明の製氷装置により生成される氷は、上記（ａ）及び（ｂ）の条件を満たす、溶質を含有する水溶液を含む液体の氷であることが望ましいが、（ａ）及び（ｂ）の一方又は双方の条件を満たさない氷であってもよい。即ち、氷と水との溶質濃度が異なる氷スラリーを用いて被保冷物の保冷を行ってもよい。
　また、上述の氷スラリーが氷より高い熱伝導率を有する固体を含有する場合、冷却する工程において、氷スラリーに含まれる氷と被冷却物との間に、氷より高い熱伝導率を有する固体が介在するように冷却を行うことが好ましい。これにより、熱伝導率の高い固体による短時間の冷却能力を得つつ、長時間の冷却も可能となる。かかる場合、目的に応じて、氷、氷より高い熱伝導率を有する固体、被冷却物とのぞれぞれの間に、別のものが介在していてもよい。例えば、氷スラリーの中に被冷却物と直接接するのが好ましくないもの（例えば、安全性の観点で被冷却物と接するのが好ましくない、氷より熱伝導率が高い固体（金属等）等）が含まれる場合、袋に氷スラリー又は被冷却物のいずれか一方を収容して、氷スラリーと被冷却物とが直接接しないようにして冷却してもよい。
　また、本発明の製氷装置の一実施形態に係るフレークアイス製造装置１０によれば、任意の温度のフレークアイスを効率良く製造することができるため、フレークアイス製造装置１０自体のサイズをよりコンパクト化させることができる。これにより、例えば被保冷物を運搬するための車両、船舶、航空機等の移動体において、積載される保冷物全体の体積に対し、少ない体積のフレークアイス製造装置１０を搭載させることができる。
　即ち、被保冷物を輸送する場合には、輸送対象となる被保冷物の量に比例して被保冷物を冷却するための氷スラリーが必要となるが、当然ながら被保冷物を運搬するための車両、船舶、航空機には最大積載量が設けられている。この最大積載量の範囲内で、被保冷物の積載量を最大化させるためには、冷却効果を維持できる範囲内で、氷スラリーの量を最小化させる必要がある。このとき、コンパクト化されたフレークアイス製造装置１０であれば、積載される保冷物全体の体積に対して少ない体積で済むため、最大積載量の範囲内で、被保冷物の積載量を最大化させることが可能となる。
　以上まとめると、本発明が適用されるフレークアイス製造装置、フレークアイス製造システムは、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フレークアイス製造装置（例えば図１のフレークアイス製造装置１０）は、
　内筒（例えば図１の内筒２２）と、当該内筒を囲繞する外筒（例えば図１の該当２３）と、当該内筒と当該外筒との間に形成されるクリアランス（例えば図１の冷媒クリアランス２４）とを含むドラム（例えば図１のドラム１１）と、
　前記クリアランスに対して冷媒（例えば図４のＬＮＧ）を供給する冷媒供給部（例えば図２の冷媒供給部３６）と、
　前記ドラムの中心軸を軸として回転する回転軸（例えば図１の回転軸１２）と、
　前記回転軸と共に回転し、前記内筒の内周面に向けてブラインを噴射する噴射部（例えば図１の噴射部１３）と、
　前記噴射部から噴射された前記ブラインが、前記クリアランスに供給された前記冷媒により冷却された前記内筒の内周面に付着し、その結果として生成されたフレークアイスを掻き取る掻取部（例えば図１の掻取部１４）と、
　を備える。
　これにより、ブラインを凍結させたフレークアイスを容易に製造することができる。
　また、前記ブラインは、
　所定の条件を満たす、溶質を含有する水溶液と、
　前記水溶液を含む液体の氷よりも高い熱伝導率を有する固体（例えば金属）を含有することができる。
　これにより、冷却能を高くすることができる。
　また、前記液体は、
　さらに油を含有することができる。
　また、前記溶質は、
　凝固点降下度が異なる２種以上の溶質を含むことができる。
　これにより、冷却能に優れたフレークアイスの製造方法、及び分離しない状態を長く持続させることができるフレークアイスの製造方法を提供することができる。
　また、前記回転軸の回転速度を可変制御する速度制御部（例えば図２の回転制御部２７）
　をさらに備えることができる。
　これにより、ギヤードモータ２０の回転速度を低速にすることができるため、通常よりも低い温度のフレークアイスを製造することができる。
　また、前記冷媒供給部は、
　前記冷媒として、液化天然ガスを前記クリアランスに供給することができる。
　また、本発明が適用されるフレークアイス製造システム（例えば図２のフレークアイス製造システム６０）は、
　ブラインを凍結させてフレークアイスを製造するフレークアイス製造システムであって、
　前記ブラインを噴霧する噴霧部（例えば図１の噴射部１３）と、
　所定の冷媒（例えば図４のＬＮＧ）により前記ブラインの凍結点以下に冷却された状態で、噴霧された前記ブラインを付着させることで、当該ブラインを凍結させて前記フレークアイスを製造する部材（例えば図１のフレークアイス製造装置１０）と、
　前記所定の冷媒として、前記部材を前記ブラインの凍結点以下に冷却させることが可能な液化ガス（例えば図４のＬＮＧ）を前記部材に供給する冷媒供給部（例えば図２の冷媒供給部３６）と、
　を備える。
　また、前記冷媒供給部は、前記所定の冷媒として、ＬＮＧを前記部材に供給することができる。
　これにより、ＬＮＧの排冷熱を有効利用することができるため、よりエコロジカルにフレークアイスを製造することができる。
　また、本発明が適用されるフレークアイス製造装置１０は、移動体に搭載させることができる。
　これにより、任意の温度のフレークアイスを効率良く製造することができるため、フレークアイス製造装置自体のサイズをよりコンパクト化させることができる。このため、例えば被保冷物を運搬するための車両、船舶、航空機において、積載される保冷物全体の体積に対し、少ない体積のフレークアイス製造装置を搭載させることができる。
１、２：保冷庫、３：氷スラリー、４：ケーシング、５：保冷空間、６：隔壁、７：断熱材、８：遮熱シート、９：氷スラリー格納容器、１０：フレークアイス製造装置、１１：ドラム、１２：回転軸、１２ａ：竪穴、１３：噴射部、１３ａ：噴射孔、１４：掻取部、１５：ブレード、１５ａ：鋸歯、１６：フレークアイス排出口、１７：上部軸受部材、１９：防熱保護カバー、２０：ギヤードモータ、２１：ロータリージョイント、２２；内筒、２３：外筒、２４：冷媒クリアランス、２７：回転制御部、２８：ブッシュ、２９：冷媒供給部、３０：ブライン貯留タンク、３１：ポンプ、３２：ブライン配管、３３：ブラインタンク、３４：フレークアイス貯留タンク、３５：冷媒配管、３６：凍結点調節部、４０：氷スラリー供給口、４１：氷スラリー排出口、４２、４３：開閉弁、４４：保冷車両、４５：物流拠点、４６：氷スラリー供給設備、４７：氷スラリー供給調節部、５０：空隙、６０：フレークアイス製造システム、７０：氷スラリー供給システム、８１：送風クリアランス

Claims (11)

  1. 　ブラインを凍結させてフレークアイスを製造するフレークアイス製造装置であって、
    　内筒と、当該内筒を囲繞する外筒と、当該内筒と当該外筒との間に形成されるクリアランスとを含むドラムと、
    　前記クリアランスに対して冷媒を供給する冷媒供給部と、
    　前記ドラムの中心軸を軸として回転する回転軸と、
    　前記回転軸と共に回転し、前記内筒の内周面に向けてブラインを噴射する噴射部と、
    　前記噴射部から噴射された前記ブラインが、前記クリアランスに供給された前記冷媒により冷却された前記内筒の内面に付着し、その結果として生成されたフレークアイスを掻き取る掻取部と、
    　を備えるフレークアイス製造装置。
  2. 　前記ブラインは、
    　所定の条件を満たす、溶質を含有する水溶液と、
    　前記水溶液を含む液体の氷よりも高い熱伝導率を有する固体を含有する、
    　請求項１に記載のフレークアイス製造装置。
  3. 　前記液体は、
    　さらに油を含有する、
    　請求項１又は２に記載のフレークアイス製造装置。
  4. 　前記溶質は、
    　凝固点降下度が異なる２種以上の溶質を含む、
    　請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のフレークアイス製造装置。
  5. 　前記回転軸の回転速度を可変制御する速度制御部をさらに備える、
    　請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のフレークアイス製造装置。
  6. 　前記冷媒供給部は、
    　前記冷媒として、液化天然ガスを前記クリアランスに供給する、
    　請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のフレークアイス製造装置。
  7. 　請求項１乃至６のうちいずれかに記載のフレークアイス製造装置を用いるフレークアイス製造方法。
  8. 　ブラインを凍結させてフレークアイスを製造するフレークアイス製造システムであって、
    　前記ブラインを噴霧する噴霧部と、
    　所定の冷媒により前記ブラインの凝固点以下に冷却された状態で、噴霧された前記ブラインを付着させることで、当該ブラインを凍結させて前記フレークアイスを製造する部材と、
    　前記所定の冷媒として、前記部材を前記ブラインの凝固点以下に冷却させることが可能な液化ガスを前記部材に供給する冷媒供給部と、
    　を備えるフレークアイス製造システム。
  9. 　前記冷媒供給部は、前記所定の冷媒として、ＬＮＧを前記部材に供給する、
    　請求項８に記載のフレークアイス製造システム。
  10. 　請求項８又は９に記載のフレークアイス製造システムを用いるフレークアイス製造方法。
  11. 　請求項１乃至６に記載のフレークアイス製造装置のうちいずれかを搭載する移動体。
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