過冷却水法による動的氷スラリー製造技術は、大規模な応用が期待される動的な製氷方法の一つです。工業的には、超音波場を適用して過冷却水の過冷状態を解除し氷スラリーを生成する方法が一般的に用いられています。本研究では、異なる超音波場が質量分率3%の塩化ナトリウム溶液の結晶過冷特性、生成氷結晶のサイズおよび粒径分布に与える影響を実験的に調査しました。結果として、一定の出力と周波数の超音波場の導入により過冷却が迅速に解除され、溶液は超音波照射温度に近い温度で核生成を開始し、高出力・低周波数の超音波場が核生成により適していることが示されました。出力、周波数、照射温度がそれぞれ10.0～40.0 W、28～40 kHzおよび0～4.0 ℃の範囲内である場合、最適な超音波場の設定は超音波出力40.0 W、周波数28 kHz、照射温度2.0 ℃です。超音波場の適用により氷結晶のサイズは著しく縮小し、核生成後の超音波照射時間の延長に伴い氷結晶の粒径は先に増大し、その後緩やかに安定し、超音波出力および周波数の変化は氷結晶の粒径に顕著な影響を与えませんでした。

過冷度;粒径;超音波場;氷スラリー;過冷溶液