【製造現場の基礎知識 12】冷却:冷却機の構造と理論

※掲載内容は2003年2月現在の情報です。現在とは異なる場合がございますので、あらかじめご了承ください。

冷却・・・冷却機の構造と理論

「冷却する」「凍らせる」ということは、食品を扱う現場にはなくてはならないものとなっています。ではその冷たい空気はどのようにしてできているのでしょうか?

こんなふうに冷やしている

冷却機の構造・装置は使用する温度によって種々のものがあります。一般的に多く使用されているのは蒸気圧縮式冷凍機で、これは液体(冷媒)を蒸発させ、その冷媒が蒸発するときの潜熱を利用して冷却を行うものです。これによって冷たくなった空気を冷やしたい空間へ循環させることで温度を下げることができます。

蒸気圧縮式冷凍機について

蒸発しやすい(=液化しやすい)性質の液体(冷媒)を圧縮して高圧ガスにした後、ファンや冷却水等で熱を奪うことで、ガスの性質上多少温度が高めでも高圧液化ガスができます。この高圧液化ガスを調節弁(膨張弁)を通して圧力を下げ、冷却管に流し込むとそのガスが低温で蒸発し、その蒸発のときの潜熱(周囲の温度が下がる)を冷凍等に利用しています。

※冷媒として多く使用されているフロンは、沸点(蒸発する温度)がマイナス30℃と非常に蒸発させやすい性質があります。フロンは燃えにくく、人間に対しても無害な物質です。しかし紫外線による分解でオゾン層を破壊する塩素イオンを生じる問題により、従来のフロンは全廃の法的規制となっていますので、現在は各メーカーが代替ガスへの切り替えをしています。

潜熱とは

物質は固体・液体・気体と温度や圧力などによって状態が変化します。また温度が変化しなかったとしても、物質の状態が変化するには「熱」が必要なのです。
融解熱(固体→液体)・蒸発熱(液体→気体)・昇華熱(固体→気体)があり、これらの熱を潜熱と呼びます。
潜熱の中でも蒸発温度が低い冷媒を使って「蒸発熱」を利用する方法は最も効率が良く、多く使用されている理由となっています。

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