冻结方法技术

本发明专利技术提供一种冻结方法。在以离开密封容器壁面的方式配置被冻结物的状态下，在-16℃以下的自然对流中冷却该被冻结物，并经过过冷却后对该被冻结物进行冻结。这时，优选从室温开始对被冻结物及其周围的气体进行冷却。另外，优选使用构成分子是由三个以上原子组成的多原子分子气体或含有所述多原子分子气体的气体来充满密闭容器，含有所述多原子分子气体的气体的热容量比同分子数的干燥空气的热容量大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及食品、内脏器官、组织片、动物细胞、微生物等的。
技术介绍
在对动物细胞等低含水率物质的被冻结物进行冻结时，被冻结物内部出现的冰晶核(ice seeds)会成长成尺寸较大的冰晶，被冻结物的细胞膜因此受到损伤，从而导致在解冻时从损伤的细胞流出水分。该流出的水分(drip)中含有细胞内液，在解冻时产生的失水量会对被冻结物的冻结质量产生很大的影响。被冻结物的冻结速度越快，越能够抑制冰晶尺寸的增大。因此，一般在与环境温度的温度差较大的-50°C以下的低温区对被冻结物进行急速冷却。然而，由于在低温区进行冷却需要消耗大量的电力，从节约能源的观点来看并不理想。因此，专利文献I中公开了如下的技术:通过在收藏库中将食品在_7°C的温度下预冷而使之处于过冷却状态后，向该收藏库中送入冷气并进行急速冷却，使该食品从过冷却转变为冻结。而专利文献2中公开有以下一种技术:向冷冻库等库内喷射液化二氧化碳气体，利用该气化潜热进行急速冷却而不用使库内温度发生变化，从而对保存在库内的食品等进行冻结。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利公告第4253775号公报专利文献2:日本公开文献实开昭51 - 50444号公报
技术实现思路
专利技术解决的技术问题但是，在专利文献I公开的中，形成仅对食品的表层进行冻结的部分冻结，难以在长期保鲜的基础上进行保存。本专利技术鉴于上述问题，其目的在于提供一种在可靠地进行冻结的基础上，能够实现减少被冻结物在解冻时发生的失水量的。解决技术问题的技术手段本专利技术的的特征在于，在以离开密封容器壁面的方式配置被冻结物的状态下，在_16°C以下的自然对流中冷却所述被冻结物，经过过冷却后对该被冻结物进行冻结。根据本专利技术的，由于被冻结物被配置为离开壁面，因此被冻结物周围受气体包围，绝热性增加，过冷度增大。而且，由于是在低温的自然对流的状态下对被冻结物进行冻结的，能够对过冷却解除后的凝固潜热短时间吸热，从而能够实现被冻结物在解冻时产生较少失水量的高质量冷冻。另外，在本专利技术的中，优选从室温开始对被冻结物及其周围的气体进行冷却。在这种情况下，通过从室温开始对环境气体进行冷却，与预先对环境气体进行冷却的情形相比，能够使被冻结物的初期冷却速度变慢，并增大过冷度。此外，在本专利技术的中，优选为在充满构成分子由三个以上原子组成的多原子分子气体或包含多原子分子气体的以下气体的密封容器中对被冻结物进行冻结，所述气体是指:以使容器内的气体的热容量比同分子数的干燥空气的热容量大的方式含有所述多原子分子气体。在这种情况下，覆盖被冻结物周围的气体是构成分子由三个以上原子组成的多原子分子气体、或以容器内的气体的热容量比同分子数的干燥空气的热容量大的方式含有所述多原子分子气体的一种气体，这种气体的热容量比作为空气主成分的由两个原子构成的氮分子或氧分子的热容量要大一摩尔(摩尔比热容)。如果温度差或初期压力相同，则热传导率由在自然对流中与被冻结物接触的流体的比热容确定。所述多原子分子气体的热传导率比空气的大。因此，在过冷却状态解除后，与将空气作为环境气体的情况相比，能够提高热传导率，并加快被冻结物的冻结速度。此外，因冻结速度加快，潜热释放的时间变短，处于因凝固潜热引起的冻结温度在零度附近的时间缩短。所以，能够减轻在被冻结物的内部产生的冰晶核成长为尺寸较大的冰晶而导致被冻结物的细胞膜受到的损伤的程度。因此，能够降低被冻结物在解冻时产生的失水量。另外，需要使用与被冻结物相比、容积足够大的密闭容器。所以，被冻结物优选为体积较小的组织片、动物细胞、微生物等研究用试料等。但是，在采用能够充分确保冷冻室容积的冷冻仓库等时，也能够对食品等体积大的被冻结物进行冻结。此外，为了实现过冷却状态能够达到被冻结物中心部为止的程度，期望初期冷却速度较为缓慢，而在过冷却解除后以尽可能快的速度进行冷却，因此能够在短时间内对凝固潜热进行吸热，从而实现良好的冷冻。所以，在本专利技术的中，优选通过在自然对流的状态下对被冻结物进行过冷却后，在强制对流的状态下对所述被冻结物进行冻结，从而提高冻结时的冷却速度。附图说明图1是表示试料冻结后的解冻时的失水率的图。图2是表示试料冻结后的解冻时的失水率与环境气体的恒压摩尔比热容之间关系的图。图3是表示试料冻结后的解冻时的失水率的图。图4是表示试料冻结后的解冻时的失水率的图。图5是表示试料冻结后的解冻时的失水率的图。图6是表示根据本专利技术的冻结器具的示意图。图7是表示根据本专利技术的另一冻结器具的示意图。具体实施方式(冻结原理)被冻结物在冻结时的损伤包括:损伤程度与吸热速度成正比例增长的开裂造成的损伤以及与吸热速度成反比变小的冰晶尺寸的增大而造成的损伤。在不考虑被冻结物的保存以及解冻而只研究被冻结物的冻结的情况下，可以认为冻结时的损伤是上述两种损伤程度之和。被冻结物在冻结时的开裂是指被冻结物的外层部分发生皲裂或产生变形的损伤。开裂是由于从表层开始吸热而最早冻结的外层部分因内部冻结时的膨胀而导致的。被冻结物上冰晶尺寸增长导致的损伤是由于被冻结物内部出现的冰晶核成长而使得被冻结物中出现的冰晶的尺寸增大导致的。在被冻结物是含水率较低(65% 85%)、厚度较薄的动物细胞等的情况下，开裂导致的损伤程度较轻，被冻结物上的冰晶尺寸增大导致的损伤是冻结时被冻结物损伤的主要原因。另一方面，被冻结物是含水率较高(超过90%)的单细胞微生物等的情况下，开裂导致的损伤成为被冻结物损伤的主要原因。冰晶尺寸的增大可以通过以下方式来抑制:对被冻结物进行急速冷却，使得被冻结物因凝固潜热而处于(TC附近的冻结温度的时间缩短。因此，提高冻结速度进行冻结是非常重要的。然而，在低温区进行冷却时，由于需要消耗大量的电力，因此从节约能源的观点来看并不理想。另外，在经由过冷却过程进行冻结时，通过增大过冷度对被冷却动物的内部进行过冷却，能够缩短过冷却解除后凝固潜热释放时间，从而能够进行高质量的冷冻。由于为了缩短凝固潜热的释放时间，接触制冷剂的热容量越大热传导率越高，所以优选热容量大的制冷剂。特别是在经由过冷却过程对少量的被冻结物进行冻结时，通过将环境气体的热容量控制得较大，能够加快凝固潜热的吸热速度。其理由如下:如果温度差和初期压力相同，则热传导率由自然对流中与被冻结物接触的流体的比热容量决定，所以，通过将接触制冷剂的热容量控制得较大，就能够加快被冻结物的冻结速度。具体而言，例如通过吊挂被冻结物，将其放置在网状的棚架上，从而使得形成被冻结物几乎整体处于被这种气体包围的状态的冻结环境。此外，当采用构成分子是3个以上原子的多原子分子气体时，其摩尔比热比空气的大。作为这种气体，例如可以举出二氧化碳气体、水蒸气、氯氟烃(chlorofluorocarbon /CFC)、甲烧(methane )、乙烧(ethane )、丙烧(propane )、丁烧(butane )等气体。 这样，在被冻结物的周围混合摩尔比热比空气大的气体来包围该被冻结物，在产生自然对流的同时在过冷却温度区域对被冻结物进行冷冻。另外，能够经由过冷却过程的冻结温度区大约为-10°c -40°c。因此，以不与密封容器内的壁面发生接触的方式吊挂被冻结物，混合二氧化碳气体等比热容量较大的气体并密封，将该被冻结物放入处于所述温度区的冷冻室内进行冷却。另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.14 JP 2010-2057241.一种冻结方法，其特征在于，在以离开密封容器壁面的方式配置被冻结物的状态下，在-16°c以下的自然对流中冷却所述被冻结物，并且经过过冷却后对所述被冻结物进行冻结。2.根据权利要求1所述的冻结方法，其特征在于，从室温开始对所述被冻结物及所述被冻结物周围的气体进行冷却。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：木野正人，清水昭夫，
申请(专利权)人：弥通雅贸易有限公司，学校法人创价大学，
类型：
国别省市：