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３‐Ｄ Ｆｒｅｅｚｅｒ スリーディーフリーザー WORLD PATENT

説明資料

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１．従来のフリーザーとの違い ･･････・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（Ｐ３） ２． ３-Ｄフリーザーの特長 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４） ３． 従来と比較１，２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（５） ４．従来と比較３，４・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６） ５．従来と比較５，６ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７） ６．３-Ｄフリーザーの可能性の追求 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（８） ７．いままで無理とされていた食材の冷凍 ・・・・・・･・・・・・・・・・・・・・・・・・（９） ８．流通革命による商圏の拡大 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１０） ９．ロスや廃棄の低減・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１１） １０．.冷却・冷凍における目減りの低減・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１２） １１．生産調整や価格の安定化・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （１３） １２．食品の安全性の向上・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （１４） １３．商品の高付加価値化及び差別化・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （１５） １４．省エネ及び冷凍機の高寿命化・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （１６） １５． ３-Ｄフリーザーの種類・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１７） １６．理論解明について・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （１８） １７．新型冷凍装置の性能評価 抜粋１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （１９） １８．新型冷凍装置の性能評価 抜粋２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （２０） １９．新型冷凍装置の性能評価 抜粋３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （２１） ２０．掲載文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （２２） ２１． ３-Ｄフリーザーに関する特許登録および特許出願・・・・・・・・・・・・（２３）

項 目

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１.従来のフリーザーとの違い １．従来のエアブラスト式は還流式なのに対し 「３-Ｄフリーザー」は冷却器

に風を戻さない非還流方式の構造になっている。 ２．このことにより、従来のエアブラスト式（２次元冷凍）のフリーザーでは、よ

り冷たい冷気の風を高速で食材に吹き付けることで境膜を取り、 急速に冷凍するものであるのに対し、「３-Ｄフリーザー」は非還流の振動冷気（ACVCS）を一方向からではなく、食材全体を３次元に包み込むように冷却・冷凍していく方式である。

戻り空気

従来型凍結装置 非還流式凍結装置

sample

蒸発器の後ろに蓋をしてしまった

sample

※ACVCS→:Anti Cycle Vibration Cold System

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２. ３-Ｄフリーザーの特長 １．氷結晶が非常に微細なため、細胞膜を破壊することなく、結果としてドリップ

が出にくく、食材の劣化が少ない。 ２．風を殆ど当てないため、食材を飛び散らさない。 ３．食材の水分をほとんど奪わず乾燥させないため、目減りが非常に少ない。 ４．熱い食材も予冷なしでそのまま投入することができ、非常に衛生的である。 ５．冷気を循環させない構造のため、冷却器に霜が付きにくい。

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従来の冷凍庫は、風を起こして食材の表面から温度を下げていましたが、その際、表面の水分も奪っていたのです。 つまり冬の風の強い日に唇が乾燥するのと同じ原理です。 3-Dフリーザーは独自のファンにより風速をできるだけ下げながら-35℃以下の冷気を強力に作用させ、庫内を冷却すので食材の乾燥を防ぎます。

従来の緩慢冷凍の場合、氷結晶の成長が大きくなることで食材の 細胞膜が破壊され、解凍時に細胞内の水分や栄養分がドリップと して流出し、鮮度や風味が損なわれていました。 3-Dフリーザーは、-35℃以下の冷気で急速に凍結し、氷結晶の成長が小さい状態で凍結するため、細胞膜は破壊されずドリップも出ません。ですから解凍後も鮮度や風味を損なわず、食材のおいしさそのままです。。

３．従来方式との比較１，２ 比較２ 比較１

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従来全く不可能とされていた焼き立て、揚げ立て、蒸し立ての、高温の食材を そのまま投入する事が出来る為、予冷が要らず浮遊菌や落下菌に汚染されず、無菌の状態から冷却・冷凍を行うことが可能です。 また、予冷の間の目減りもなく非常に衛生的な生産システムが構築できますので飲食店だけでなくホテル、料亭、生産ラインなど幅広い調理場でご利用い ただけます。

従来の緩慢冷凍が食材を氷のように凍結していたのに対し、3-Dフリーザーは独自の冷凍方法により食材内の氷結晶を最小限にコントロールし、数分で急速凍結を可能にしました。 また結晶の微細化は、凍結と同様に解凍時間も短縮できるので素早く冷凍・解凍ができます。

４．従来方式との比較３，４ 比較３ 比較４

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3-Dフリーザーは霜がつかず冷凍焼けや乾燥も防ぎます。 また特殊なファンを使って分子運動を利用した冷却システムを採用しているので、食材にも庫内にもほとんど霜がつきません。

従来の緩慢冷凍と異なり、3-Dフリーザーはゲル化剤・増粘剤等の食品添加物を使用しなくとも冷凍の品質を向上させ長期間の 保存が可能です。また、予冷ゾーンが不要なため初期投資も抑えられます。 よって、低ランニングコストを実現することが可能になります。

５．従来方式との比較５，６ 比較５ 比較６

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６. ３-Ｄフリーザーによる可能性の追求

１．今まで無理とされていた食材の冷凍 ２．流通革命による商圏の拡大 ３．ロスや廃棄の低減 ４．冷却・冷凍における目減りの低減 ５．生産調整や価格の安定化 ６．食品の安全性の向上 ７．商品の高付加価値化及び差別化 ８．省エネ及び冷凍機の高寿命化

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７.今まで無理とされていた食材の冷凍

■蒲鉾の冷凍 ■活魚の冷凍 ■レバーの冷凍 食材にすが出来ない 変化が起きず血合いの ドリップが殆どでない、 色も変わらない。 変色しない。

■馬刺しの冷凍 ■あんぱんの冷凍 ■炊きたてのご飯 ドリップが殆どでない、変色しない。 パンの中のあんこの水分が表面に 白老化現象が起きない。 引っ張られない。

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８. 流通革命による商圏の拡大

１．冷凍が無理とされていた食材も「３-Ｄフリーザー」で冷凍すれ

ば、食材の劣化が殆どなく、フローズンで流通させることが可能となる。（商圏の拡大）

２．バイヤーの立場から考えると、チルド流通では、管理上（輸送中やバックヤードでの温度管理）の安全性が問題となるケースが多々あるが、フローズンで流通させ、店舗でチルド帯に戻して販売することにより、安全性が増し賞味期限の延長にもつながる。

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９.ロスや廃棄の低減 1.風を殆ど当てない方式のため、小さ な食材やパン粉・から揚げ粉などの 飛散が無く、それらのロスが大幅に 低減できる。 ２．惣菜関係においては、余った物は 廃棄せざるを得ないが、「３-Ｄフリーザー」なら、品質の劣化が

少なく、保存して活用することが可能となり、廃棄を最小限にできる。（廃棄物処理費の低減、コスト削減、収益アップ ）

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１０.冷却･冷凍における目減りの低減 １．「３-Ｄフリーザー」は、風を殆ど当てず、また冷却器に風を戻さず

冷却・冷凍を行うため庫内の湿度が高く、従来方式と比較して非常に目減りが少ない。

２．実例として、某練製品メーカーでは、従来、多段式冷却機で、天ぷら蒲鉾1個６０ｇの製品を造るために原料６８ｇを使用していたが、 「３-Ｄフリーザー」に変更して目減り（0.6％）が殆ど無く、原料を５ｇ減らして生産している。

＜生産個数1日5万個のコスト削減試算＞ １日の原料が５ｇ×5万個＝２５０ｋｇ １日で、２５０ｋｇ×３００円＝７５，０００円 １月で、７５，０００円×２０日＝１５０万円

１年で、１５０万円×１２ヶ月＝１，８００万円のコスト削減

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１１.生産調整や販売価格の安定化

１．鮮魚関係においては、旬・漁獲高・天候等により、源魚の価格が不安定であるが、安い時に「３-Ｄフリーザー」で冷凍し、保存することにより、高収益が可能である。

２．肉の場合でも、季節によって良く出る部位と余る部位が生じるが、余った部位を「３-Ｄフリーザー」で処理すれば、品質の劣化が少なく、高値販売が可能である。

３．キワ物商品（晴の日商品）などの生産においても、 「３-Ｄ フリーザー」を活用すれば、残業やパートの一次的雇用が平準化され、コスト低減になる。

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１２.食品の安全性の向上 １．「３-Ｄフリーザー」は焼き立て・揚げ立て・蒸し立ての高温

の食材をそのまま投入することができるため、予冷が要らず、浮遊菌や落下菌に汚染されず、無菌の状態から冷却・冷凍を行うことが可能である。また予冷の間の目減りもなく非常に衛生的な生産システムが構築できる。

２．非還流方式のため、菌の温床とな るダクトがなく、庫内の汚れが非常 に少ないため、洗浄性・サニタリー 性に優れている。

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１３.商品の高付加価値化及び差別化

１．従来方式のフリーザーでは実現出来なかった高品質の冷却・冷凍が可能で、味や食感、見栄え等で他社との差別化が出来る。

２．また、従来のまずい冷却・冷凍から、おいしい冷却・冷

凍に変わることにより、商品の価値を高め、競争力も強化されることにより、高付加価値化が実現出来る。

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１４.省エネ及び冷凍機の高寿命化

１．霜付きが殆ど起きない構造のため、冷凍機の負荷変動が少なく、従来のエアブラスト方式と比較してファンの電動機容量も小さく、総合的に電気代の1/3 （ ★ ）ほどの削

減が期待できる。 ★ 事例による実績値ですが、冷却･冷凍の食材により 必ずこの値になるものではありません。

２．冷凍機への負担が軽く、オイル劣化も少ないため従来

よりも冷凍機の高寿命化が期待できる。

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１５. ３-Ｄフリーザーの種類

バッチ式 ■ スパイラル式

ラック式（ラックイン式・ラックスルー式） ■ トンネル式

（ドーム式・パネル式）

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１６．理論解明について ３-Ｄフリーザーの凍結メカニズムについ て、現在国立大学法人東京海洋大学の 高井学長・海洋科学部渡辺博士のもとで 理論解明が行われている。 渡辺博士談 実際に装置の構造を詳細に調べてみたところクーラの構造に特徴

があることが明らかとなった。クーラの前面にファンを取り付け，背面には若干の隙間はあるものの，板を取り付けて塞いでいるのである。このような構造では，従来型のようにクーラ内を空気が貫流することはなく，クーラ前面において空気の出入りが生じているものと考えられる。これは空気中の雑菌による予冷中の二次汚染を防止できるため，「清掃の容易さ」と並んで，衛生面で大きなアドバンテージとなる。このような「高サニタリー性」という設計思想は，従来の凍結装置ではあまり一般的な概念ではなかったかと思われるが，今後は，凍結食品の品質を決める一因子として重要視されてくるものと思われる。

東京海洋大学

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１７．新型冷凍装置の性能評価 抜粋１

＜新型フリーザの動作原理の検証＞ 著者らは，エアオペレーションズテクノロジー(AOT)社 より依頼を受け，同社の開発した新型フリーザの動作

原理の検証に取り組んでいる。前章で紹介したＣ社と いうのがこれに当たる。実際に装置の構造を詳細に 調べてみたところ，特殊なファンというよりも，むしろク

ーラの構造に特徴があることが明らかとなった。クーラ の前面にファンを取り付け，背面には若干の隙間はあ るものの，板を取り付けて塞いでいるのである。このよ うな構造では，従来型のようにクーラ内を空気が貫流 することはなく，クーラ前面において空気の出入りが生 じているものと考えられる。このことから推測される庫内冷却メカニズムは

以下のとおりである。従来型フリーザでは，図1(a)のように，食品を冷却して温度と絶対湿度が上昇した空気（以下，戻り空気と称する）がクーラの背面に戻り，クーラ内を貫流する間に，空気がクーラに直接接触して温度と湿度を低下せしめられ，再び凍結庫内に供給される．しかし本フリーザでは，図1(b)のように，戻り空気はファン近傍の冷気と接触して熱および水分を奪われて庫内に再供給され，ファン近傍の空気は局所的にクーラに冷却されている。

東京海洋大学 渡辺博士

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１８．新型冷凍装置の性能評価 抜粋 ２

すなわち、戻り空気とクーラーが間接的な熱交換を 行っているのではないかと考えられる。 この仮説が正しければ、庫内湿度は従来型よりも高 いはずで、食材の乾燥抑制に効果的であろう。また、 水分を多く含んだ戻り空気が直接クーラに接触しな いため、霜はほとんどがクーラ前面で発生すると考 えられ、冷却器への霜付きは格段に少なくなるはず で、そうであれば、温度の高い食品を庫内に入れて も、冷却器の霜付きによる流路の閉塞は起こり難い と考えられる。このように、間接熱交換が起きている と仮定すれば、前章で紹介した特長のうち、後3者を説明することができる。 ただし、1番目の特長として風速を抑えたとしているが、実際の風速はそれほど

遅くないように思われる。図１（b）に示したように、プロペラファンの特性上、外周側では風速が高いために吐出しがあり、中心付近ではほぼ無風となるため逆に吸い込みが起こっているのではないかと考えている。

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１９．新型冷凍装置の性能評価 抜粋３

すなわち、戻り空気とクーラが間接的な熱交換を行っているのではないかと考えられる。2番目については、食品の表面に水の膜が張るとい

う現象は確認できておらず、さらなる検証が必要である。以上の仮説を実証するためには、本フリーザと通常の急速凍結装置の比較を行う必要がある。そこで、AOT社より提供された小型フリーザと、研究室で所有

する試験用小型セミエアブラスト式フリーザを用いて，乾燥の程度に注目した凍結試験を行った。数種類の食品サンプルを用いて凍結試験を行った結果、約１日庫内に置いてみた２つのサンプルについて、表１に示すような顕著な重量減少率の違いが見られた。これは本フリーザの庫内湿度が高く、乾燥が抑制されている可能性を示唆する結果と思われる。 今後は、正確な比較試験を行うための凍結条件の検討、庫内湿度測定，冷気の動き方の違いとそれに伴う食品表面での熱伝達率の差異、などについてさらなる試験を行ってゆく予定である。

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２０．掲載文献

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２１. ３-Ｄフリーザーに関する特許登録及び特許出願 日本特許登録第２８５２３００号

「急速冷凍庫」

日本特許登録第３３６６９７７号

「冷却装置及びその冷却方法」

米国特許登録第６，４２７，４５５号

「冷却装置及びその冷却方法」

韓国特許登録第０３５８９０１号

「冷却装置及びその冷却方法」

中国特許登録第９９８０４１４５．９号

「冷却装置及びその冷却方法」

欧州特許登録第１０６９３８７号

「冷却装置及びその冷却方法」

国際特許出願NO:PCT/JP2004/08914

「冷却装置」

国際特許出願NO:PCT/JP2004/015847

「冷却装置」

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製作・監修

米国NSF HACCP-9000コーディネーター NSF021002 垣見直樹

お問い合わせ

古賀産業株式会社 AOT事業部

www.aot-inc.com/ 〒750-0092 山口県下関市彦島迫町１－４－１０

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