青果物処理装置
【課題】選果により市場に提供できない青果物や、生産工程で発生する従来の屑として廃棄されていた青果物の有効利用を図るため、破砕と脱水を高効率で行える青果物処理装置を提供する。
【解決手段】被処理物を一時的に貯留する手段を有する第一の供給装置１００と、被処理物を投入するための開口部を備えた槽と、開口部のほぼ直下に設けられ、回転刃を備えたローターと、槽の内部に取り付けられた固定刃を有する破砕装置２００と、破砕装置により処理された破砕処理物を次工程に搬送する第二の供給装置３００と、第二の供給装置により供給される破砕処理物から、液体成分を分離する圧搾処理装置４００とで、装置の全体を構成し、破砕装置の開口部の中心軸と前記ローターと回転軸との距離が、開口部における水平面の最大寸法の５〜１５％であり、固定刃の上下両面にはラック形状が付与されているように設計する。
【解決手段】被処理物を一時的に貯留する手段を有する第一の供給装置１００と、被処理物を投入するための開口部を備えた槽と、開口部のほぼ直下に設けられ、回転刃を備えたローターと、槽の内部に取り付けられた固定刃を有する破砕装置２００と、破砕装置により処理された破砕処理物を次工程に搬送する第二の供給装置３００と、第二の供給装置により供給される破砕処理物から、液体成分を分離する圧搾処理装置４００とで、装置の全体を構成し、破砕装置の開口部の中心軸と前記ローターと回転軸との距離が、開口部における水平面の最大寸法の５〜１５％であり、固定刃の上下両面にはラック形状が付与されているように設計する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、青果物の選果や生産工程での残渣や産業廃棄物として発生する屑や滓を破砕し圧搾脱水する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
栽培や保存の技術の発展により、近年においては季節に関わりなく、あらゆる種類の青果物が販売され食卓に供されている。一方で、流通の形態や消費者の嗜好に合わせるために収穫された青果物には、選果による屑や生産工程での傷みのある部分や余分な葉、茎、根、皮などを切り落とした残渣や産業廃棄物である屑が発生する。また、近年は青果物を適当な形状に切ったり刻んだりして、手軽にそのままサラダや調理、デザートなどに用いることができるよう形態にしたパッキングが販売されているが、この場合も流通性を高めるために更に切り落とした青果物の屑が生じている。
【０００３】
青果物の選果や生産工程で発生し廃棄処分される残渣は、含有する成分から資源の有効利用が望まれているにもかかわらず、いずれも水気が多く腐敗しやすいため利用方法に乏しくその殆んどが、廃棄物として焼却処分又は堆肥化されている。また、近年は二酸化炭素地球温暖化防止の観点からも通年発生する産業廃棄物排出量削減の有効利用が切望しされている。
【０００４】
このような青果物残渣の屑や滓の脱水処理物については、食品原材料、栄養調整食品原材料、エタノール製造原料、ペットフード総合栄養食原材料、キノコ栽培用培地など様々な分野で用途開発が検討されているが、実用化されているものとしては、家畜飼料、堆肥などがある。
【０００５】
このような用途に前記の青果物残渣の屑や滓を用いるには、青果物特有の腐敗の進行が早いという問題の他に、次のような対処すべき特徴がある。（１）体積が必要以上に大きい、（２）硬い表皮を有する、（３）機械的な強度が大きい繊維質を有する、（４）含水量が多い。これらに対処するには、青果物残渣の屑や滓を均一に細かく破砕し、水分を搾り出して圧搾することが必要である。
【０００６】
前記の課題への対処方法として、特許文献１には、リボン状の回転羽根で野菜を破砕し、熱風で野菜の水分を除く機構を有する野菜脱水装置が開示されている。また特許文献２には、揺動刃と称する機構で野菜を破砕し、ローラーによる圧搾で野菜の脱水を行う、野菜屑の脱水装置が開示されている。しかしながら、これら特許文献に開示されている技術においては、作業の効率化を図ると共に更に製造コスト低減にも改善の余地がある。
【０００７】
【特許文献１】 特開２００３−１６１５７６号公報
【特許文献２】 特開２００４−２１６４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の課題は、選果により提供できない青果物や、青果物の生産工程で発生する残渣や産業廃棄物の屑や滓の有効利用を図るため、均一な細かい破砕と脱水処理を高効率で行える青果物処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記の課題解決のため、既存の装置の最適な組み合わせと、青果物の破砕圧搾に適用するための構造を検討した結果なされたものである。
【００１０】
即ち、本発明は、被処理物を一時的に貯留する手段を有する第一の供給装置と、前記被処理物を投入するための開口部を備えた槽と、前記開口部のほぼ直下に設けられたローターと、前記ローターに取り付けられた回転刃と、前記槽の内部に取り付けられた固定刃を有する破砕装置と、前記破砕装置により処理された破砕処理物を次工程に搬送する第二の供給装置と、前記第二の供給装置により供給される前記破砕処理物から、液体成分を分離する圧搾処理装置を有することを特徴とする青果物処理装置である。
【００１１】
また、本発明は、前記破砕装置の前記開口部の中心軸と前記ローターと回転軸との距離が、前記開口部における水平面の最大寸法の５〜１５％であり、固定刃の上下両面にはラック形状が付与されていることを特徴とする、前記の青果物処理装置である。
【００１２】
また、本発明は、前記第二の供給装置と前記圧搾処理装置との間には、前記破砕処理物を搬送するパイプが配置され、前記パイプの破砕処理物を排出する側の先端は、１５〜４５°の角度で屈曲し、前記先端の開口部が前記圧搾処理装置に設けられた破砕処理物投入口の内壁に向けられていることを特徴とする、前記の青果物処理装置である。
【００１３】
また、本発明は、前記圧搾処理装置が、円筒形状のストレーナーと前記ストレーナーに内蔵された押出スクリューを有し、前記ストレーナーの排出側の開口部と前記スクリューの間隙は、円錐形の板状部材の中央に前記押出スクリューを挿通するための貫通孔が設けられた形状の閉塞部材によって閉塞され、前記閉塞部材は、付勢手段により、前記ストレーナーの開口部側に付勢されていることを特徴とする、前記の青果物処理装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、前記のように、本発明に目的に適合した既存の装置を選択し、必要に応じて適宜構造を最適化して、全体を構築しているので、従来にない生産性の高い青果物処理装置が得られる。
【００１５】
特に、破砕装置においては、被処理物を投入する開口部の中心軸と、回転刃が取り付けられたローターの回転軸を、意図的にずらした設計であり、ずれの距離を開口部における水平面の最大寸法の５〜１５％に設定することで、被処理物の破砕効率が向上する。また、ずらす方向は、開口部の中心軸をローターの回転方向の逆側とすることが望ましい。
【００１６】
また、第二の供給装置から圧搾処理装置と間に設けられた搬送用のパイプの排出口は、先端が１５〜４５°の角度で屈曲構造が付与されていて、破砕処理物投入口の内壁に向けられているので、排出された破砕処理物が、破砕処理物投入口の中央から離れた位置に落下することから、破砕処理物の堆積物が中央部の方向に崩壊し易く、圧搾処理装置の破砕処理物投入口における破砕処理物のブリッジ現象が極めて発生し難くなる。これは生産性の向上から、重要な効果を奏するものである。
【００１７】
さらに圧搾処理装置のストレーナーにおいては、排出側のストレーナー開口部と押出スクリューの間隙は、円錐形の板状部材の中央に前記押出スクリューを挿通するための貫通孔が設けられた形状の閉塞部材によって閉塞され、前記閉塞部材は、圧縮スプリングにより、前記シリンダー開口部側に付勢される構造であることから、ストレーナー内部の破砕処理物に負荷される圧力を増加することができ、従来の類似の装置に比較すると、脱水の効率を極めて大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】 本発明に係る青果物処理装置の全体の構成の一例を示す図。
【図２】 破砕装置の破砕装置の詳細を示す断面図。
【図３】 破砕装置のローターと固定刃を示す斜視図。
【図４】 圧搾処理装置の断面を示す図。
【図５】 圧搾処理装置の出口の部分の詳細を示す図、図５（ａ）は斜視図、図５（ｂ）は断面図。
【図６】 ずれと破砕効率の関係を検討した結果を示すグラフ。
【図７】 もやしの外観の概略を示した図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に本発明の実施の形態について、図を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は本発明に係る青果物処理装置の全体の構成の一例を示す図である。図１において、１００は第一の供給装置、１０１は被処理物を一時的に貯留するためのホッパー、１０２はシャフトレススパイラルスクリューフィーダー、１０３はモータ及び減速機、１０４は被処理物の排出口、２００は破砕装置、２０１は破砕装置の開口部、３００は第二の供給装置、３０１は搬送用パイプ、４００は圧搾処理装置、４０１は破砕処理物排出口である。
【００２１】
処理される青果物残渣の屑や滓は、一時的にホッパー１０１に貯留され、破砕装置２００によって均一に細かく破砕され、最終的には圧搾処理装置４００によって、搾り出された液体成分と、その他の成分に分離される。
【００２２】
図２は、破砕装置２００の詳細を示す断面図、図３は、破砕装置２００のローターと固定刃、ローターフィンを示す斜視図である。図２及び図３において、２０２は破砕装置の開口部２０１の中心軸を示す線、２０３はローターの回転軸の位置を示す線、２０４はローター、２０５は回転刃、２０６はローターフィン、２０７、２０７ａ、２０７ｂは固定刃、２０８は破砕部、また矢印は、ローターの回転方向である。つまり、図２において、ローター２０４の回転方向は、反時計方向であり、開口部の中心軸を示す線２０２は、ローターの回転軸の位置を示す線２０３の、図２における右側に具備されている。
【００２３】
この破砕装置２００においては、ローター２０４の回転によって、回転刃２０５と固定刃２０７との間に占位した被処理物が、各々の刃から衝撃力や剪断力を受け、均一に細かく破砕される。図２において、“ｄ”は、破砕装置の開口部２０１の中心軸を示す線２０２とローター２０４の回転軸の位置を示す線２０３との距離を示し、“Ｄ”は破砕装置の開口部２０１の幅を示す。実験結果によると、ｄ／Ｄを、５〜１５％の範囲に設定すると、単位時間あたりの処理量が増加する、つまり破砕効率が向上することが判明した。
【００２４】
この理由は十分に検証されていないが、被処理物の平均落下速度と回転刃２０５の周速度を合成した相対速度が、被処理物をローター２０４の軸上に落下させた場合と、ローター２０４の軸を外して落下させた場合とで、大きく変化することが、理由の一つとして挙げることができる。
【００２５】
また、図３（ａ）に示した固定刃２０７ａは、エッジの部分がストレート形状となっているが、図３（ｂ）に示した固定刃２０７ｂでは、図における上下両面に、ラック形状が付与されていて、ストレート形状の場合よりも破砕効率が向上する。しかも、ラック形状を上下に形成することで、使用による磨耗が生じた場合に向きを反転させて用いることができる。
【００２６】
さらに、ローター２０４における破砕処理装置２００の内壁に対向する面には、ローターフィン２０６を設けることが望ましい。ローターフィン２０６の効果は、前記内壁とローター２０４の間隙に、破砕処理物が詰まることを防止することである。本発明者の検討結果によれば、ローターフィン２０６と前記内壁のギャップは２〜７ｍｍ程度が最適である。
【００２７】
図４は圧搾処理装置４００の断面を示す図である。図４において、４０１は破砕処理物排出口、４０２は破砕処理物投入口、４０３はストレーナー、４０４は押出スクリュー、４０５は分離液受、４０６は分離液排出口、４０７はスクリーンである。
【００２８】
図４に示した破砕処理物排出口４０１は、破砕物処理物投入口４０２の内壁に向けて屈曲加工が施されているので、排出された破砕処理物は、中央からずれた位置に堆積されるので、ブリッジを形成して詰まることが極めて少なくなるは前述の通りである。
【００２９】
また、図４に示したように押出スクリュー４０４は、フライトが取り付けられたシャフトが図４における右側、つまり押出方向に向けて径が増加する構造になっているので、破砕処理物が押し出されるに従い、高圧が負荷され、液体成分が絞り出される。そして、ストレーナー４０３は、円筒形の多孔板で成形されたスクリーン４０７が構成要素となっていて、ここに示した例では、複数のスクリーン４０７をフランジで接合した構造となっている。分離された液体成分はスクリーン４０７の貫通孔を通じて外部に排出され、分離液受４０５を介して分離液排出口４０６から回収される。
【００３０】
図５は、圧搾処理装置４００の出口の部分の詳細を示す図で、図５（ａ）は斜視図、図５（ｂ）は断面図である。図５において、４０８はスクリーンリム、４０９は出口調整コーン、４１０は出口調整コーンインサート、４１１は出口調整コーンラッシ、４１２はスプリングシャフト、４１３は押出スクリュー駆動軸、４１４は排出シューターである。
【００３１】
この圧搾処理装置４００の出口は、押出スクリュー４０４の先端近傍に嵌合した円錐形の出口調整コーン４０９と、出口調整コーンインサート４１０、即ち、ストレーナー４０３の出口側の開口部との間に、一定の隙間ができる状態で閉塞されている。押出スクリュー４０４により押し出された破砕処理物は、前記のように高圧が負荷されるので、圧力に応じて出口調整コーン４０９が、図５における右側に動く構造となっているが、出口調整コーン４０９を、図５における左側に付勢する手段を設けないと、破砕処理物に必要な圧力が負荷されないことになって、液体成分が分離できないことになる。
【００３２】
ここでは、付勢手段として圧縮スプリングを用い、スプリングシャフト４１２が、図５における左側に付勢され、出口調整コーン４０９を出口調整コーンインサート４１０側に押し付ける構造となっている。また、この押し付ける力により、ストレーナー４０３の出口が、変形したり、破壊されたりしないように、ここでは図示していない出口スタンド補強板を設け、機械的な強度を増加させることも可能である。
【００３３】
前記の手順で処理する対象として、野菜類では、もやし、キャベツ、レタス、ケール、人参、トウモロコシ、芋類、豆類など、果実類では、りんご、ぶどう、パイナップル、みかん、もも、すいか、メロン、などその種類は制限されない。処理によって得られる脱水処理物は、食品原材料、栄養調整食品原材料、エタノール製造原料、ペットフード総合栄養食原材料、キノコ栽培用培地、飼料、肥料などに使用され、また、脱水処理液は、エタノール製造原料、飲料製品の原料、液体飼料の原料、液体肥料などに使用可能であり、余剰液は排水浄化される。
【００３４】
前記のように、本発明の特徴の一つに、被処理物を投入する開口部の中心軸と、回転刃が取り付けられたローターの回転軸を、意図的にずらした設計、つまり、図２に示したように、破砕装置の開口部の中心軸を示す線２０２とローターの回転軸の位置を示す線２０３の距離；ｄを、破砕装置の開口部２０１の寸法；Ｄの５〜１５％に設定することが挙げられる。図６は、ｄ／Ｄ、つまり“ずれ”と破砕効率の関係を検討した結果を示すグラフである。
【００３５】
ここで破砕効率とは、短時間に処理できる被処理物の重量を、基準として算出した数値である。図６から明らかなように、ずれが５〜１５％の領域で、破砕効率の向上が認められ、この例においては、約１０．４％のずれで、破砕効率が最高値である約１４．３％を示している。
【００３６】
次に本発明の装置を用いて、“もやし”を処理した例について説明する。一般に市販されているもやしは周知のように、緑豆、ブラックマッペ、大豆を、日光を遮った状態で発芽させ、胚軸や茎基部の節間を白く長く伸ばしたもので、嵩比重が約０．６と小さい、植物体の外被基質が硬く繊維質が強い、水分が多いため腐敗し易いというこれらの特徴を有する。従って、もやしの屑は、本発明の装置で処理することにより、有用性が増加すると言える。
【００３７】
図７はもやしの外観の概略を示した図である。図７において、５００はもやし、５０１は種子、５０２は子葉、５０３は茎、５０４は根、５０５は種子の胚乳殻、５０６は種皮殻であるが、もやしには、根５０４と種子５０１を除くと食感が向上し、雑味がなくなるという性質があり、根きりもやしが普及している。
【００３８】
そして図７の右端に破線で示したように、ランダムに組織を剪断することで、水分の分離が容易となるので、本発明に係る破砕装置２００で破砕し、圧搾処理装置４００で脱水を施すことで、屑の有効利用の可能性が増加する。表１及び表２には、処理前後の成分の構成比の変化の例を示した。
【００３９】
【表１】
【表２】
【００４０】
これらの結果から、本発明の装置により、もやし屑は圧搾処理により脱水処理が高い効率で行なわれていることが明らかである。なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の分野における通常の知識を有する者であれば想到し得る、各種変形、修正を含む、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００４１】
１００ 第一の供給装置
１０１ ホッパー
１０２ シャフトレススパイラルスクリューフィーダー
１０３ モータ及び減速機
１０４ 被処理物の排出口
２００ 破砕装置
２０１ 破砕装置の開口部
２０２ 破砕装置の開口部の中心軸を示す線
２０３ ローターの回転軸の位置を示す線
２０４ ローター
２０５ 回転刃
２０６ ローターフィン
２０７，２０７ａ，２０７ｂ 固定刃
２０８ 破砕部
３００ 第二の供給装置
３０１ 搬送用パイプ
４００ 圧搾処理装置
４０１ 破砕処理物排出口
４０２ 破砕処理物投入口
４０３ ストレーナー
４０４ 押出スクリュー
４０５ 分離液受
４０６ 分離液排出口
４０７ スクリーン
４０８ スクリーンリム
４０９ 出口調整コーン
４１０ 出口調整コーンインサート
４１１ 出口調整コーンラッシ
４１２ スプリングシャフト
４１３ 押出スクリュー駆動軸
４１４ 排出シューター
５００ もやし
５０１ 種子
５０２ 子葉
５０３ 茎
５０４ 根
５０５ 種子の胚乳殻
５０６ 種皮殻
【技術分野】
【０００１】
本発明は、青果物の選果や生産工程での残渣や産業廃棄物として発生する屑や滓を破砕し圧搾脱水する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
栽培や保存の技術の発展により、近年においては季節に関わりなく、あらゆる種類の青果物が販売され食卓に供されている。一方で、流通の形態や消費者の嗜好に合わせるために収穫された青果物には、選果による屑や生産工程での傷みのある部分や余分な葉、茎、根、皮などを切り落とした残渣や産業廃棄物である屑が発生する。また、近年は青果物を適当な形状に切ったり刻んだりして、手軽にそのままサラダや調理、デザートなどに用いることができるよう形態にしたパッキングが販売されているが、この場合も流通性を高めるために更に切り落とした青果物の屑が生じている。
【０００３】
青果物の選果や生産工程で発生し廃棄処分される残渣は、含有する成分から資源の有効利用が望まれているにもかかわらず、いずれも水気が多く腐敗しやすいため利用方法に乏しくその殆んどが、廃棄物として焼却処分又は堆肥化されている。また、近年は二酸化炭素地球温暖化防止の観点からも通年発生する産業廃棄物排出量削減の有効利用が切望しされている。
【０００４】
このような青果物残渣の屑や滓の脱水処理物については、食品原材料、栄養調整食品原材料、エタノール製造原料、ペットフード総合栄養食原材料、キノコ栽培用培地など様々な分野で用途開発が検討されているが、実用化されているものとしては、家畜飼料、堆肥などがある。
【０００５】
このような用途に前記の青果物残渣の屑や滓を用いるには、青果物特有の腐敗の進行が早いという問題の他に、次のような対処すべき特徴がある。（１）体積が必要以上に大きい、（２）硬い表皮を有する、（３）機械的な強度が大きい繊維質を有する、（４）含水量が多い。これらに対処するには、青果物残渣の屑や滓を均一に細かく破砕し、水分を搾り出して圧搾することが必要である。
【０００６】
前記の課題への対処方法として、特許文献１には、リボン状の回転羽根で野菜を破砕し、熱風で野菜の水分を除く機構を有する野菜脱水装置が開示されている。また特許文献２には、揺動刃と称する機構で野菜を破砕し、ローラーによる圧搾で野菜の脱水を行う、野菜屑の脱水装置が開示されている。しかしながら、これら特許文献に開示されている技術においては、作業の効率化を図ると共に更に製造コスト低減にも改善の余地がある。
【０００７】
【特許文献１】 特開２００３−１６１５７６号公報
【特許文献２】 特開２００４−２１６４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の課題は、選果により提供できない青果物や、青果物の生産工程で発生する残渣や産業廃棄物の屑や滓の有効利用を図るため、均一な細かい破砕と脱水処理を高効率で行える青果物処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記の課題解決のため、既存の装置の最適な組み合わせと、青果物の破砕圧搾に適用するための構造を検討した結果なされたものである。
【００１０】
即ち、本発明は、被処理物を一時的に貯留する手段を有する第一の供給装置と、前記被処理物を投入するための開口部を備えた槽と、前記開口部のほぼ直下に設けられたローターと、前記ローターに取り付けられた回転刃と、前記槽の内部に取り付けられた固定刃を有する破砕装置と、前記破砕装置により処理された破砕処理物を次工程に搬送する第二の供給装置と、前記第二の供給装置により供給される前記破砕処理物から、液体成分を分離する圧搾処理装置を有することを特徴とする青果物処理装置である。
【００１１】
また、本発明は、前記破砕装置の前記開口部の中心軸と前記ローターと回転軸との距離が、前記開口部における水平面の最大寸法の５〜１５％であり、固定刃の上下両面にはラック形状が付与されていることを特徴とする、前記の青果物処理装置である。
【００１２】
また、本発明は、前記第二の供給装置と前記圧搾処理装置との間には、前記破砕処理物を搬送するパイプが配置され、前記パイプの破砕処理物を排出する側の先端は、１５〜４５°の角度で屈曲し、前記先端の開口部が前記圧搾処理装置に設けられた破砕処理物投入口の内壁に向けられていることを特徴とする、前記の青果物処理装置である。
【００１３】
また、本発明は、前記圧搾処理装置が、円筒形状のストレーナーと前記ストレーナーに内蔵された押出スクリューを有し、前記ストレーナーの排出側の開口部と前記スクリューの間隙は、円錐形の板状部材の中央に前記押出スクリューを挿通するための貫通孔が設けられた形状の閉塞部材によって閉塞され、前記閉塞部材は、付勢手段により、前記ストレーナーの開口部側に付勢されていることを特徴とする、前記の青果物処理装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、前記のように、本発明に目的に適合した既存の装置を選択し、必要に応じて適宜構造を最適化して、全体を構築しているので、従来にない生産性の高い青果物処理装置が得られる。
【００１５】
特に、破砕装置においては、被処理物を投入する開口部の中心軸と、回転刃が取り付けられたローターの回転軸を、意図的にずらした設計であり、ずれの距離を開口部における水平面の最大寸法の５〜１５％に設定することで、被処理物の破砕効率が向上する。また、ずらす方向は、開口部の中心軸をローターの回転方向の逆側とすることが望ましい。
【００１６】
また、第二の供給装置から圧搾処理装置と間に設けられた搬送用のパイプの排出口は、先端が１５〜４５°の角度で屈曲構造が付与されていて、破砕処理物投入口の内壁に向けられているので、排出された破砕処理物が、破砕処理物投入口の中央から離れた位置に落下することから、破砕処理物の堆積物が中央部の方向に崩壊し易く、圧搾処理装置の破砕処理物投入口における破砕処理物のブリッジ現象が極めて発生し難くなる。これは生産性の向上から、重要な効果を奏するものである。
【００１７】
さらに圧搾処理装置のストレーナーにおいては、排出側のストレーナー開口部と押出スクリューの間隙は、円錐形の板状部材の中央に前記押出スクリューを挿通するための貫通孔が設けられた形状の閉塞部材によって閉塞され、前記閉塞部材は、圧縮スプリングにより、前記シリンダー開口部側に付勢される構造であることから、ストレーナー内部の破砕処理物に負荷される圧力を増加することができ、従来の類似の装置に比較すると、脱水の効率を極めて大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】 本発明に係る青果物処理装置の全体の構成の一例を示す図。
【図２】 破砕装置の破砕装置の詳細を示す断面図。
【図３】 破砕装置のローターと固定刃を示す斜視図。
【図４】 圧搾処理装置の断面を示す図。
【図５】 圧搾処理装置の出口の部分の詳細を示す図、図５（ａ）は斜視図、図５（ｂ）は断面図。
【図６】 ずれと破砕効率の関係を検討した結果を示すグラフ。
【図７】 もやしの外観の概略を示した図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に本発明の実施の形態について、図を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は本発明に係る青果物処理装置の全体の構成の一例を示す図である。図１において、１００は第一の供給装置、１０１は被処理物を一時的に貯留するためのホッパー、１０２はシャフトレススパイラルスクリューフィーダー、１０３はモータ及び減速機、１０４は被処理物の排出口、２００は破砕装置、２０１は破砕装置の開口部、３００は第二の供給装置、３０１は搬送用パイプ、４００は圧搾処理装置、４０１は破砕処理物排出口である。
【００２１】
処理される青果物残渣の屑や滓は、一時的にホッパー１０１に貯留され、破砕装置２００によって均一に細かく破砕され、最終的には圧搾処理装置４００によって、搾り出された液体成分と、その他の成分に分離される。
【００２２】
図２は、破砕装置２００の詳細を示す断面図、図３は、破砕装置２００のローターと固定刃、ローターフィンを示す斜視図である。図２及び図３において、２０２は破砕装置の開口部２０１の中心軸を示す線、２０３はローターの回転軸の位置を示す線、２０４はローター、２０５は回転刃、２０６はローターフィン、２０７、２０７ａ、２０７ｂは固定刃、２０８は破砕部、また矢印は、ローターの回転方向である。つまり、図２において、ローター２０４の回転方向は、反時計方向であり、開口部の中心軸を示す線２０２は、ローターの回転軸の位置を示す線２０３の、図２における右側に具備されている。
【００２３】
この破砕装置２００においては、ローター２０４の回転によって、回転刃２０５と固定刃２０７との間に占位した被処理物が、各々の刃から衝撃力や剪断力を受け、均一に細かく破砕される。図２において、“ｄ”は、破砕装置の開口部２０１の中心軸を示す線２０２とローター２０４の回転軸の位置を示す線２０３との距離を示し、“Ｄ”は破砕装置の開口部２０１の幅を示す。実験結果によると、ｄ／Ｄを、５〜１５％の範囲に設定すると、単位時間あたりの処理量が増加する、つまり破砕効率が向上することが判明した。
【００２４】
この理由は十分に検証されていないが、被処理物の平均落下速度と回転刃２０５の周速度を合成した相対速度が、被処理物をローター２０４の軸上に落下させた場合と、ローター２０４の軸を外して落下させた場合とで、大きく変化することが、理由の一つとして挙げることができる。
【００２５】
また、図３（ａ）に示した固定刃２０７ａは、エッジの部分がストレート形状となっているが、図３（ｂ）に示した固定刃２０７ｂでは、図における上下両面に、ラック形状が付与されていて、ストレート形状の場合よりも破砕効率が向上する。しかも、ラック形状を上下に形成することで、使用による磨耗が生じた場合に向きを反転させて用いることができる。
【００２６】
さらに、ローター２０４における破砕処理装置２００の内壁に対向する面には、ローターフィン２０６を設けることが望ましい。ローターフィン２０６の効果は、前記内壁とローター２０４の間隙に、破砕処理物が詰まることを防止することである。本発明者の検討結果によれば、ローターフィン２０６と前記内壁のギャップは２〜７ｍｍ程度が最適である。
【００２７】
図４は圧搾処理装置４００の断面を示す図である。図４において、４０１は破砕処理物排出口、４０２は破砕処理物投入口、４０３はストレーナー、４０４は押出スクリュー、４０５は分離液受、４０６は分離液排出口、４０７はスクリーンである。
【００２８】
図４に示した破砕処理物排出口４０１は、破砕物処理物投入口４０２の内壁に向けて屈曲加工が施されているので、排出された破砕処理物は、中央からずれた位置に堆積されるので、ブリッジを形成して詰まることが極めて少なくなるは前述の通りである。
【００２９】
また、図４に示したように押出スクリュー４０４は、フライトが取り付けられたシャフトが図４における右側、つまり押出方向に向けて径が増加する構造になっているので、破砕処理物が押し出されるに従い、高圧が負荷され、液体成分が絞り出される。そして、ストレーナー４０３は、円筒形の多孔板で成形されたスクリーン４０７が構成要素となっていて、ここに示した例では、複数のスクリーン４０７をフランジで接合した構造となっている。分離された液体成分はスクリーン４０７の貫通孔を通じて外部に排出され、分離液受４０５を介して分離液排出口４０６から回収される。
【００３０】
図５は、圧搾処理装置４００の出口の部分の詳細を示す図で、図５（ａ）は斜視図、図５（ｂ）は断面図である。図５において、４０８はスクリーンリム、４０９は出口調整コーン、４１０は出口調整コーンインサート、４１１は出口調整コーンラッシ、４１２はスプリングシャフト、４１３は押出スクリュー駆動軸、４１４は排出シューターである。
【００３１】
この圧搾処理装置４００の出口は、押出スクリュー４０４の先端近傍に嵌合した円錐形の出口調整コーン４０９と、出口調整コーンインサート４１０、即ち、ストレーナー４０３の出口側の開口部との間に、一定の隙間ができる状態で閉塞されている。押出スクリュー４０４により押し出された破砕処理物は、前記のように高圧が負荷されるので、圧力に応じて出口調整コーン４０９が、図５における右側に動く構造となっているが、出口調整コーン４０９を、図５における左側に付勢する手段を設けないと、破砕処理物に必要な圧力が負荷されないことになって、液体成分が分離できないことになる。
【００３２】
ここでは、付勢手段として圧縮スプリングを用い、スプリングシャフト４１２が、図５における左側に付勢され、出口調整コーン４０９を出口調整コーンインサート４１０側に押し付ける構造となっている。また、この押し付ける力により、ストレーナー４０３の出口が、変形したり、破壊されたりしないように、ここでは図示していない出口スタンド補強板を設け、機械的な強度を増加させることも可能である。
【００３３】
前記の手順で処理する対象として、野菜類では、もやし、キャベツ、レタス、ケール、人参、トウモロコシ、芋類、豆類など、果実類では、りんご、ぶどう、パイナップル、みかん、もも、すいか、メロン、などその種類は制限されない。処理によって得られる脱水処理物は、食品原材料、栄養調整食品原材料、エタノール製造原料、ペットフード総合栄養食原材料、キノコ栽培用培地、飼料、肥料などに使用され、また、脱水処理液は、エタノール製造原料、飲料製品の原料、液体飼料の原料、液体肥料などに使用可能であり、余剰液は排水浄化される。
【００３４】
前記のように、本発明の特徴の一つに、被処理物を投入する開口部の中心軸と、回転刃が取り付けられたローターの回転軸を、意図的にずらした設計、つまり、図２に示したように、破砕装置の開口部の中心軸を示す線２０２とローターの回転軸の位置を示す線２０３の距離；ｄを、破砕装置の開口部２０１の寸法；Ｄの５〜１５％に設定することが挙げられる。図６は、ｄ／Ｄ、つまり“ずれ”と破砕効率の関係を検討した結果を示すグラフである。
【００３５】
ここで破砕効率とは、短時間に処理できる被処理物の重量を、基準として算出した数値である。図６から明らかなように、ずれが５〜１５％の領域で、破砕効率の向上が認められ、この例においては、約１０．４％のずれで、破砕効率が最高値である約１４．３％を示している。
【００３６】
次に本発明の装置を用いて、“もやし”を処理した例について説明する。一般に市販されているもやしは周知のように、緑豆、ブラックマッペ、大豆を、日光を遮った状態で発芽させ、胚軸や茎基部の節間を白く長く伸ばしたもので、嵩比重が約０．６と小さい、植物体の外被基質が硬く繊維質が強い、水分が多いため腐敗し易いというこれらの特徴を有する。従って、もやしの屑は、本発明の装置で処理することにより、有用性が増加すると言える。
【００３７】
図７はもやしの外観の概略を示した図である。図７において、５００はもやし、５０１は種子、５０２は子葉、５０３は茎、５０４は根、５０５は種子の胚乳殻、５０６は種皮殻であるが、もやしには、根５０４と種子５０１を除くと食感が向上し、雑味がなくなるという性質があり、根きりもやしが普及している。
【００３８】
そして図７の右端に破線で示したように、ランダムに組織を剪断することで、水分の分離が容易となるので、本発明に係る破砕装置２００で破砕し、圧搾処理装置４００で脱水を施すことで、屑の有効利用の可能性が増加する。表１及び表２には、処理前後の成分の構成比の変化の例を示した。
【００３９】
【表１】
【表２】
【００４０】
これらの結果から、本発明の装置により、もやし屑は圧搾処理により脱水処理が高い効率で行なわれていることが明らかである。なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の分野における通常の知識を有する者であれば想到し得る、各種変形、修正を含む、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００４１】
１００ 第一の供給装置
１０１ ホッパー
１０２ シャフトレススパイラルスクリューフィーダー
１０３ モータ及び減速機
１０４ 被処理物の排出口
２００ 破砕装置
２０１ 破砕装置の開口部
２０２ 破砕装置の開口部の中心軸を示す線
２０３ ローターの回転軸の位置を示す線
２０４ ローター
２０５ 回転刃
２０６ ローターフィン
２０７，２０７ａ，２０７ｂ 固定刃
２０８ 破砕部
３００ 第二の供給装置
３０１ 搬送用パイプ
４００ 圧搾処理装置
４０１ 破砕処理物排出口
４０２ 破砕処理物投入口
４０３ ストレーナー
４０４ 押出スクリュー
４０５ 分離液受
４０６ 分離液排出口
４０７ スクリーン
４０８ スクリーンリム
４０９ 出口調整コーン
４１０ 出口調整コーンインサート
４１１ 出口調整コーンラッシ
４１２ スプリングシャフト
４１３ 押出スクリュー駆動軸
４１４ 排出シューター
５００ もやし
５０１ 種子
５０２ 子葉
５０３ 茎
５０４ 根
５０５ 種子の胚乳殻
５０６ 種皮殻
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を一時的に貯留する手段を有する第一の供給装置と、前記被処理物を投入するための開口部を備えた槽と、前記開口部のほぼ直下に設けられたローターと、前記ローターに取り付けられた回転刃と、前記槽の内部に取り付けられた固定刃を有する破砕装置と、前記破砕装置により処理された破砕処理物を次工程に搬送する第二の供給装置と、前記第二の供給装置により供給される前記破砕処理物から、液体成分を分離する圧搾処理装置を有することを特徴とする青果物処理装置。
【請求項２】
前記破砕装置の前記開口部の中心軸と前記ローターと回転軸との距離が、前記開口部における水平面の最大寸法の５〜１５％であり、固定刃の上下両面にはラック形状が付与されていることを特徴とする、請求項１に記載の青果物処理装置。
【請求項３】
前記第二の供給装置と前記圧搾処理装置との間には、前記破砕処理物を搬送するパイプが配置され、前記パイプの前記破砕処理物を排出する側の先端は、１５〜４５°の角度で屈曲し、前記先端の開口部が前記圧搾処理装置に設けられた破砕処理物投入口の内壁に向けられていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の青果物処理装置。
【請求項４】
前記圧搾処理装置は、円筒形状のストレーナーと前記ストレーナーに内蔵された押出スクリューを有し、前記ストレーナーの排出側の開口部と前記押出スクリューの間隙は、円錐形の板状部材の中央に前記押出スクリューを挿通するための貫通孔が設けられた形状の閉塞部材によって閉塞され、前記閉塞部材は、付勢手段により、前記ストレーナーの開口部側に付勢されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の青果物処理装置。
【請求項１】
被処理物を一時的に貯留する手段を有する第一の供給装置と、前記被処理物を投入するための開口部を備えた槽と、前記開口部のほぼ直下に設けられたローターと、前記ローターに取り付けられた回転刃と、前記槽の内部に取り付けられた固定刃を有する破砕装置と、前記破砕装置により処理された破砕処理物を次工程に搬送する第二の供給装置と、前記第二の供給装置により供給される前記破砕処理物から、液体成分を分離する圧搾処理装置を有することを特徴とする青果物処理装置。
【請求項２】
前記破砕装置の前記開口部の中心軸と前記ローターと回転軸との距離が、前記開口部における水平面の最大寸法の５〜１５％であり、固定刃の上下両面にはラック形状が付与されていることを特徴とする、請求項１に記載の青果物処理装置。
【請求項３】
前記第二の供給装置と前記圧搾処理装置との間には、前記破砕処理物を搬送するパイプが配置され、前記パイプの前記破砕処理物を排出する側の先端は、１５〜４５°の角度で屈曲し、前記先端の開口部が前記圧搾処理装置に設けられた破砕処理物投入口の内壁に向けられていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の青果物処理装置。
【請求項４】
前記圧搾処理装置は、円筒形状のストレーナーと前記ストレーナーに内蔵された押出スクリューを有し、前記ストレーナーの排出側の開口部と前記押出スクリューの間隙は、円錐形の板状部材の中央に前記押出スクリューを挿通するための貫通孔が設けられた形状の閉塞部材によって閉塞され、前記閉塞部材は、付勢手段により、前記ストレーナーの開口部側に付勢されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の青果物処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１８３５２５（Ｐ２０１２−１８３５２５Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６３１９２（Ｐ２０１１−６３１９２）
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（５９５０７０４６４）株式会社興和テック (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（５９５０７０４６４）株式会社興和テック (2)
【Ｆターム（参考）】
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