液体窒素：窒素ガスを液体にしたもの。不活性、無色、無臭、非腐食性、不燃性で、極低温。窒素は大気の大部分（体積比78.03%、重量比75.5%）を占める。窒素は不活性であり、燃焼を助長しない。凍傷は、気化時の過剰な吸熱接触によって引き起こされる。
液体窒素は便利な冷却源です。その独自の特性から、液体窒素は次第に注目を集め、広く認知されるようになりました。畜産業、医療産業、食品産業、極低温研究分野などでの利用が拡大しており、電子機器、冶金、航空宇宙、機械製造など、様々な分野での応用も拡大・発展しています。
食品の急速冷凍における液体窒素の応用
液体窒素による急速冷凍は、食品加工企業において冷凍保存方法の一つとして受け入れられています。これは、低温での超急速冷凍を実現できるだけでなく、冷凍食品の一部のガラス転移も起こし、解凍時に食品を元の状態と栄養価に戻すことができるため、冷凍食品の特性を極めて急速に向上させるからです。そのため、急速冷凍業界において独自の活力を発揮しています。他の冷凍方法と比較して、液体窒素による急速冷凍には次のような明らかな利点があります。
（１）急速冷凍速度（冷凍速度は通常の冷凍方法の約３０〜４０倍速い）：液体窒素急速冷凍の採用により、食品を０℃〜５℃の大きな氷結晶成長ゾーンに素早く通過させることが可能となり、食品研究員はこの点に関して有益な実験を行ってきた。
（２）食品特性の関連付け：液体窒素の凍結時間が短いため、液体窒素で凍結した食品は、加工前の色、香り、味、栄養価を最大限に関連付けることができます。結果によると、液体窒素で処理したビンロウはクロロフィル含有量が高く、魅力的な風味を示しました。
（３）材料の乾燥消費量が少ない：通常、凍結乾燥消費損失率は３〜６％ですが、液体窒素凍結では0.25〜0.5％まで削減できます。
（４）設備の配置と消費電力が低く、機械とアクティブな組立ラインを容易に実現し、生産性を向上させる。
現在、液体窒素の急速凍結法には、噴霧凍結法、浸漬凍結法、低温雰囲気凍結法の3種類があり、その中でも噴霧凍結法が広く用いられている。
飲料加工における液体窒素の応用
現在、多くの飲料メーカーは、膨張式容器入り飲料の容器に、従来の二酸化炭素の代わりに窒素または窒素と二酸化炭素の混合ガスを使用するようになっています。窒素を充填した高炭酸飲料は、二酸化炭素のみを充填したものよりも問題が少なくて済みました。窒素は、ワインやフルーツジュースなどの缶入り非炭酸飲料にも適しています。膨張しない飲料缶に液体窒素を充填する利点は、注入された少量の液体窒素が各缶の上部空間から酸素を除去し、貯蔵タンクの上部空間のガスを不活性にするため、生鮮食品の保存期間を延ばせることです。
果物や野菜の貯蔵・保存における液体窒素の応用
果物や野菜の液体窒素貯蔵には、空気の調整という利点があり、繁忙期と閑散期の農産物の需給の不均衡を調整し、貯蔵ロスをなくすことができます。空調の効果は、窒素濃度を高め、窒素、酸素、二酸化炭素の比率を制御し、安定した状態にすることで、果物や野菜の呼吸強度を低く抑え、後熟の進行を遅らせ、収穫時の異常な状態や本来の栄養コストを抑え、果物や野菜の鮮度を長持ちさせることです。
食肉加工における液体窒素の応用
液体窒素は、肉の串刺し、刻み、または混合の工程で製品の量を向上させるために使用できます。たとえば、サラミタイプのソーセージの加工では、液体窒素を使用することで肉の保水性を向上させ、脂肪の酸化を防ぎ、スライスや表面の品質を向上させることができます。肉デザートや保存肉などの再加工肉の加工に使用すると、肉を混ぜる際に卵白の溶解を促進して保水性を高めるだけでなく、製品の独特な形状を接着するのにも特に役立ちます。他の材料の肉を液体窒素で急速冷却すると、熱い肉の特性とガスとのより永続的なつながりを確保し、肉の健康と安定性を確保します。加工技術では、温度上昇が肉の品質に与える影響を心配する必要がなく、加工は材料の温度、加工時間、季節要因の影響を受けず、加工工程を低酸素分圧で行うことができ、一定の範囲内で製品の保存期間を延長することができます。
極低温での食品粉砕における液体窒素の応用
極低温粉砕は、脆化点まで冷却された外部力の作用により粉末状に粉砕するプロセスです。食品の極低温粉砕は、近年成長している新しい食品加工技術です。この技術は、芳香成分が多く、脂肪分や糖分が多く、ゼラチン質が多い食品の加工に適しています。液体窒素による極低温粉砕は、骨、皮、肉、殻などの材料を一度にすべて粉砕できるため、最終製品は小さく、有用な栄養素を保持できます。日本で液体窒素で海藻、キチン、野菜、香辛料などを凍結し、グラインダーで粉砕すると、最終製品の粒子サイズを100μm以下にすることができ、元の栄養価と根本的に結びつきます。さらに、液体窒素による極低温粉砕は、室温では粉砕しにくい材料、熱に弱く加熱すると劣化しやすい材料、分析しやすい材料も粉砕できます。さらに、液体窒素は、室温では粉砕しにくい脂肪分の多い肉や水分を多く含む野菜などの食品を粉砕するのに使用でき、新しい加工食品の製造にも利用できる。
食品包装における液体窒素の応用
ロンドンのある企業が、食品包装に数滴の液体窒素を加えることで食品の鮮度を保つ、シンプルで実用的な方法を開発した。液体窒素が気化すると体積が急速に膨張し、包装袋内の元のガスの大部分を素早く置き換えるため、酸化による食品の腐敗を防ぎ、食品の鮮度を大幅に延ばすことができる。
食品の冷蔵輸送における液体窒素の応用
冷蔵輸送は食品産業において重要な役割を担っています。液体窒素冷凍技術の開発、液体窒素冷凍列車、冷凍車、冷凍コンテナの普及は、現在、共通の成長傾向となっています。先進国における長年の液体窒素冷凍システムの活用実績は、液体窒素冷凍システムが貿易において機械式冷凍システムと競合できる冷蔵保存技術であることを示しており、食品冷蔵輸送の成長傾向でもあります。
食品産業における液体窒素のその他の用途
液体窒素の冷却作用により、卵汁、液体調味料、醤油を粗加工して、すぐに利用でき、簡単に調理できる流動性のある顆粒状の冷凍食品にすることができます。香辛料や、砂糖代替品やレシチンなどの吸水性食品添加物を粉砕する際には、コストをカバーし、粉砕歩留まりを向上させるために、粉砕機に液体窒素を注入します。結果によると、液体窒素急冷と高温解凍を組み合わせた花粉壁破壊は、果実が良好で、壁破壊率が高く、速度が速く、花粉の生理活性が安定しており、汚染がないという特徴があります。
HL極低温機器
HL極低温機器1992年に設立されたブランドは、HL極低温機器株式会社HL Cryogenic Equipmentは、お客様の多様なニーズにお応えするため、高真空断熱極低温配管システムおよび関連サポート機器の設計・製造に取り組んでいます。真空断熱パイプとフレキシブルホースは、高真空・多層・多層構造の特殊断熱材で製造され、一連の非常に厳格な技術処理と高真空処理を経て、液体酸素、液体窒素、液体アルゴン、液体水素、液体ヘリウム、液化エチレンガス（LEG）、液化天然ガス（LNG）の移送に使用されます。
HL Cryogenic Equipment Companyの真空ジャケットパイプ、真空ジャケットホース、真空ジャケットバルブ、および相分離器の製品シリーズは、一連の非常に厳格な技術処理を経ており、液体酸素、液体窒素、液体アルゴン、液体水素、液体ヘリウム、LEG、LNGの移送に使用され、これらの製品は、空気分離、ガス、航空、電子機器、超伝導体、チップ、自動化組立、食品・飲料、製薬、病院、バイオバンク、ゴム、新素材製造、化学工学、鉄鋼、科学研究などの産業における極低温機器（極低温タンク、デュワー、コールドボックスなど）に使用されています。
投稿日時：2021年11月16日
