カナダのクランベリー工場、大規模なCO2冷凍冷蔵システムの導入を完了

カナダのケベック州サント・ユーラリーに拠点を置くクランベリーとブルーベリーの大手加工・販売会社であるEmblem Cranberry社（以下、Emblem社）は、世界最大級のトランスクリティカル（TC）CO₂冷凍冷蔵システムの拡張工事を完了した。

CO₂を選んだ理由

2016年に開設した同社施設は、3段階の開発を経て2021年11月に完成した。現在は6台のブラスト/ストレージフリーザー、1台のIQF（個別急速冷凍）トンネル、果物の選別・洗浄・包装のための2室の生産エリア、1台のクーラー、2室の冷蔵ドックエリアが設置されている。25,000t以上のクランベリーと7,300t以上のブルーベリーを収容可能だ。製品の冷凍・冷却のために、Emblem社は9台のCO₂ラックを設置し、約5,300kWの容量を供給している。

Emblem社の社長ヴィンセント・ゴダン氏は、CO₂システムはこれまでのところ、非常にうまく機能していると語る。同氏は2021年11月3日にオンラインで開催された「ATMOsphere America 2021」（主催：shecco）にて、エンドユーザーセッションでシステムの導入と施設の進化について語った。

ゴダン氏は、ケベック州ではCO₂よりもアンモニアの方が産業用冷媒として広く使われていると説明。しかし、Emblem社がCO₂システムを選択したのは、アンモニアが漏れた場合、CO₂が漏れた場合よりも食品へのダメージが大きいからであるとした。CO₂システム採用にあたり、ケベック州政府から補助金を受けられたことも決め手となった。

9台のCO₂ラックは、ケベック州サンブルーノに本社を置き、スイスにも工場を持つZero-C社が提供した。同社は約60台のCO₂システムを、スーパーマーケット、低温貯蔵庫、食品施設、競技場、製薬会社など多様なエンドユーザーに提供してきたと、Zero-C社のセールスマネージャー、ヴァレンティン・デラテ氏は述べる。

Emblem社のラックには、最大定格圧力約118気圧（120bar）の中温（TC）回路が6つと、最大定格圧力約44気圧（45bar）の低温（サブクリティカル）回路が3つある。中温回路の最終温度は40°F（4.4°C）。低温回路は、吸引温度が-20°F～-40°F、吐出温度が約20°F（-6.7°C）で、IQFトンネルのブラスト/ストレージフリーザーの温度は0°F（-17.8°C）と-13°F（-25°C）となっています。

ポンプ式CO2

Emblem社のCO₂システムは、多くの商用CO₂システムが直接膨張を利用しているのに対し、ポンプでCO₂を蒸発器に送り込む方式を採用している。これにより効率が向上し、より少ないコンプレッサーの馬力でより多くのトン数の冷凍を実現できるとゴダン氏は言う。

Zero-C社のエンジニアリング＆マニュファクチャリングマネージャーであるダビデ・バストラッシュ氏は「ポンプ式システムでは、『吸込圧力は一定、過熱度は一定、コンプレッサーへの液戻りはほとんどない、負荷はより安定している』と考えられます。これは、コンプレッサー、ファン、バルブの使用と循環を最小限にすることを意味し、システムをより効率的で安定した信頼性の高いものにします」と説明する。

また、ポンプ式システムはすべての蒸発器に膨張装置をつける必要がなく、吸引アキュムレータも必要ないため、シンプルでメンテナンスも簡単だという。 Zero-C社によると、Emblem社のCO₂システムはスクリューコンプレッサーと冷却塔を備えたアンモニア汲み上げ式ユニットと比較して、エネルギーコストを20〜30％削減できるという。

Emblem社は、CO₂システムを提供するZero-C社と保守契約を結んでいる。Zero-C社はシステムを遠隔で監視し、必要に応じて修理目的で技術者を派遣する。クランベリーには多くの湿度が含まれ、蒸発器ごとに霜取りの回数を調整する必要があるなど、システムが複雑なためである。ゴダン氏はこうした点からEmblem社自身でメンテナンスを行うことは難しいと認めている。

10月〜12月の収穫

クランベリーは10〜12月にかけて収穫され、洗浄後にビンで保管された後、45〜60日かけて冷凍庫で約-18℃になるまで急速冷凍され、温度を一定にしたまま管理される。

CO₂技術は、畑から受け取った果実が0°Fに達するまでの時間という点で、Emblem社の期待に沿うものだったとゴダン氏は言う。IQFトンネルは、同社の期待する生産能力を上回る。

開発の第一段階となった2016年、Emblem社は約-18℃の送風・保管用冷凍庫を3台、約4℃の生産エリア、冷却器、ドックエリア用冷却器を設置した。これらはサブクールを含む2つのCO₂冷蔵ラックによって供給されている。

2017年（第2期）、Emblem社は約-18℃のブラスト/ストレージフリーザーをもう1台導入した。このフリーザーには、サブクール機能を備えた2台のCO₂ラックと断熱ガスクーラーが搭載されている。

そして同年（第3期）、Emblem社はワイルドブルーベリーを処理するために、吸引温度が約-40℃のIQFトンネルを設置した。ブルーベリーはまずCO₂で冷却された水で水冷され、その後、米国のAdvanced Food Equipment（AFE）社が提供するトンネルに入り、1時間あたり最大約11,340kgのブルーベリーを-25℃まで凍結させる。