JP2004229568A

JP2004229568A - アイスブラストによる野菜等農作物の剥皮方法とその剥皮システム

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Publication number: JP2004229568A
Application number: JP2003022652A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Tsuji; 聡辻; 竜四郎 ▲潟▼村; Tatsushiro Katamura; Yosuke Kurihara; 庸輔栗原
Original assignee: KANSHO RIYO GIJUTSU KENKYUSHO; KANSHO RIYO GIJUTSU KENKYUSHO KK
Current assignee: KANSHO RIYO GIJUTSU KENKYUSHO; KANSHO RIYO GIJUTSU KENKYUSHO KK
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: JP3877210B2

Abstract

【課題】野菜等農作物の加工のうち手間が掛かる剥皮工程の自動化を可能とするとともに洗浄も併せて行なうことのできる、アイスブラストによる野菜等農作物の剥皮方法とそのシステムを提供する。
【構成】本発明のアイスブラストによる野菜等農作物の剥皮システムは、過冷却水形成部１０と、形成された過冷却水の過冷却解除により生成された微細氷粒２０ａを氷スラリ２０ｂとして冷水中に貯氷する貯氷タンク１７と、貯氷された氷スラリ２０ｂの氷充填率の調整をした均質氷スラリ２０ｃを得る氷粒混合部１９と、前記均質氷スラリ２０ｃをエア圧により噴射ノズル３３を介して対象物３０に噴射して自動的に剥皮する噴射部２４とより構成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラリー化した微細氷粒を高圧流体であるエアを介して野菜等の農作物の表面に噴射し、剥皮を行なうとともに洗浄を可能としたアイスブラストによる野菜等農作物の剥皮方法とその剥皮システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
野菜等の農作物の剥皮工程は従来より手間の掛かる工程として取り上げられ、作業自動化の試みがしばしば行われており、限られた農作物においては欧米技術が組み込まれ、スチームを使用した剥皮装置が使用されている。
しかし、殆どの農作物の剥皮工程において人手に頼る煩雑な作業に終始しているのが現状である。
【０００３】
前記野菜等の農作物の剥皮は、前記農作物を原料とする加工食品の原料形成に必要な工程で、その外形形状が柿、林檎等の回転対称体の場合は、高速皮剥き手段の使用が可能であるが、サツマイモ、ジャガイモ、サトイモ、ヤマイモ、ダイコン等のように表面形状が起伏に富み、且ついびつな形状の農作物の加工の場合は、前記したように手作業に頼っている状況である。そのため、非能率的で歩留まりの低い作業を余儀なくされている。
【０００４】
ところで、氷粒によるアイスブラストについては、
特開昭６２−１２０９７８号公報に開示された提案があるが、前記公報には、氷粒噴射による原子力機器の汚染物質の除去や、半導体製造装置等における砒素、鱗等の有害物質や細菌等の付着物の除去に係わる提案が記載され、
特開昭６２−１９６５７４号公報に開示された発明には、微細凍結氷粒を冷媒ガスで噴射して、各種表面より異物、ゴミ、破砕片、バリ等の除去を行う発明が記載され、
また、特開平４−３４８８７１号公報に開示された発明があるが、前記公報には、ウェハ表面の精密洗浄や汚染物質の除去洗浄に係わる発明が記載され、
特開平５−２３７７６８号公報に開示された発明には、被凍結液の微細化凍結粒子の噴射による対象物の表面の処理洗浄に係わる発明が記載され、
また、特開平６−２０６０５６号公報に開示されている発明には、氷粒の噴射、発射、吹き付け、射出の衝撃による塗料除去、プラスチック製品のバリ取り、エンジン部品の清掃等に係わる発明が記載されている。
【０００５】
上記したように、従来の氷粒のブラストに係わる提案ないし発明では、氷粒の噴射により、従来の噴射材として使用してきた研削砥粒、ガラスビーズ、植物性粒子、合成樹脂粒子の代わりに氷粒を使用して、機械加工後のバリ取りや形造品のバリ取り、微細加工、表面研削等の広範囲の加工を可能とするとともに、
被加工部材の表面での噴射材の残留、及び噴射による寸法変化や加工表面の損傷を防止し、従来の後処理での残留物の除去に要する多大の費用と時間の浪費を皆無としている。
また、噴射する氷粒の微細化により、微小付着物の除去洗浄を可能とし、また、対象部材はエンジン部材、ウェハ等の精密構造部材に係わるものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、野菜等農作物の加工のうち手間が掛かる非能率的な剥皮工程の自動化を可能とするとともに洗浄も併せて行なうことのできる、アイスブラストによる野菜等農作物の剥皮方法とその剥皮システムの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のアイスブラストによる野菜等農作物の剥皮方法は、
清水の過冷却により得られた過冷却水の過冷却解除により一定粒径の微細氷粒を得て、得られた一定粒径の氷粒を含む一定氷充填率を持つ均質氷スラリを形成させ、該均質氷スラリのエア噴射により野菜等の剥皮洗浄を行なうようにしたことを特徴とする。
【０００８】
上記本発明は、野菜等農作物の加工の際の剥皮工程において、アイスブラストによる表皮部位の剥脱と洗浄を行なうようにした方法に係わるもので、
上記野菜等農作物の剥皮工程においては、適用する対象部材の形状は、例えばサツマイモやジャガイモに見るように、多数の発芽部及び毛根発生部等による凹凸部位のあるいびつな形状のものが殆どで、噴射部材及び剥離部材の前記凹部での滞留等の発生があり、
また、対象部材の材質には弱い材質のものもあり、また表皮と表皮内側肉部との間に強度の差が存在する等の問題があり、
手作業による剥皮は言うまでもなく、噴射部材による場合でも噴射部材の材質及び粒度が影響するとともに、氷スラリ使用の場合には氷充填率の大小、吐出圧の大小等の影響が考えられる。
【０００９】
本発明では、噴射部材に氷スラリを使用し該氷スラリを適当エア圧で対象物へ噴射させて、剥皮と同時に行なう洗浄により剥離部材の分離を可能とさせる一方、前記氷スラリに使用する氷粒には清水を予熱したのち冷熱源を介して所定過冷却度を持つ過冷却水を形成させ、該過冷却水の過冷却解除による製氷方式により得られた一定粒径の微細氷粒の使用を可能としたため、凹凸に富み且つ比較的軟質部材よりなる対象部材にも剥皮ができるようにしたものである。
【００１０】
そして、製氷された氷スラリの氷充填率については、充填率モニタを持つ混合撹拌槽を設け該混合槽により一定氷充填率よりなる均質氷スラリを形成させ、対象材の剥皮を安定した状態で行なうようにさせたものである。
そして、係る発明における氷充填率は２が適当である。
【００１１】
そして、係る発明に使用する剥皮用噴射部材に使用する微細氷粒の粒径は、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであることが好ましい。
【００１２】
則ち、前記微細氷粒の形成の際は、所定温度に予熱した不純物を含まない清水を過冷却した過冷却水を使用するが、この過冷却度を１．５℃〜１．８℃に制御して０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの粒径を得るようにしている。
【００１３】
また、エア噴射に使用する吐出圧は、０．１Ｍｐａ〜０．５Ｍｐａに設定し野菜等農作物の軟質部材にも対応させ、剥皮を行なうようにしている。
【００１４】
また、前記剥皮は、洗浄をともに行なうようにしたものである。
【００１５】
また、前記均質氷スラリには、剥皮の際発生する褐色変色（褐変）を防止するため、アスコルビン酸の添加が好ましく、前記氷充填率調整工程において前記アスコルビン酸の添加を行なうようにするのが良い。
【００１６】
そして、前記本発明のアイスブラストによる野菜等農作物の剥皮方法を利用した好適なアイスブラストによる野菜等農作物の剥皮システムは、
過冷却水用清水を得るフィルタと該清水を予熱する予熱部と予熱された清水を過冷却する過冷却熱交換部と過冷却用冷熱を供給するコンデンシングユニットとよりなる過冷却水形成部と、該過冷却水の過冷却解除により生成された微細氷粒をスラリ状に貯氷する貯氷タンクと、該貯氷タンクより得られたスラリ状微細氷粒よりなる氷スラリより所定氷充填率の均質氷スラリを得る氷粒混合槽と、該混合槽により得られた均質氷スラリを高圧流体を介して噴射させ、野菜等農作物の表皮を剥皮する噴射部と、より構成したことを特徴とするものである。
【００１７】
前記剥皮システムにおけるコンデンシングユニットは、圧縮機、凝縮器（水冷または空冷）、受液器、および関連する付属機器をユニット化した冷凍サイクルの冷媒再液化装置である。
【００１８】
そして、前記剥皮システムを構成する氷粒混合槽は、氷充填率（氷スラリ濃度）検出手段及び検出された氷充填率に応じて冷却水を供給する氷充填率調整手段を設けた撹拌槽で、所用の一定氷充填率を持つ均質氷スラリを得て、弱い材質の対象物でも変形させずに微小な部分の剥離を可能にしている。
【００１９】
また、前記混合槽には褐変防止剤のアスコルビン酸の投入手段を設けた構成が好ましい。
【００２０】
また、前記噴射部は剥皮の際生ずる剥離物を分離するろ過沈殿手段を設ける構成とし、アイスブラストによる対象物の剥皮と同時に剥離部材より分離する構造が好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を例示的に説明する。ただしこの実施の形態に説明されている構造部品の寸法、材質、形状、相対位置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明のアイスブラストによる野菜等農作物の剥皮システムの概略の構成を示す図である。
【００２２】
図１に見るように、アイスブラストによる野菜等農作物の剥皮システムは、過冷却水形成部１０と、該過冷却水形成部１０により形成された過冷却水を過冷却解除により微細氷粒２０ａを生成し、該微細氷粒２０ａを冷水２５中に投入して、氷スラリ２０ｂとして冷水中に貯氷する貯氷タンク１７と、該貯氷タンク１７に貯氷された氷スラリ２０ｂの氷充填率をモニタして所定の氷充填率を持つ均質氷スラリ２０ｃを得る氷粒混合部１９と、前記均質氷スラリ２０ｃをエア圧によりノズルを介して対象物３０に噴射して自動的に剥皮する噴射部２４とより構成する。
【００２３】
上記過冷却水形成部１０は、図示していない空冷凝縮器、圧縮機、受液器、関連機器とを一体ユニット構造にした空冷コンデンシングユニット１１と、過冷却用熱交換器１２と、フィルタ１４と、予熱器１３と、ポンプ１０ａとより構成する。
上記過冷却水形成部１０は、後記する貯氷タンク１７の下部よりポンプ１０ａを介して汲み出した冷水２５をフィルタ１４により清水となした後、予熱器１３により約０．５℃まで昇温させ、昇温した前記清水を空冷コンデンシングユニット１１を冷熱源とする過冷却用熱交換器１２へ導入して熱交換により−１．５℃〜−１．８℃までに過冷却した過冷却水２５ａを得る構成にしてある。
【００２４】
前記貯氷タンク１７は、タンク１７ａと撹拌機１８と過冷却解除板１６とよりなり、前記過冷却水形成部１０により得られた過冷却水２５ａをタンク１７ａ内の上部空間に設けた過冷却解除板１６に向け送出し、衝突の衝撃により過冷却水２５ａの過冷却を解除させ粒径０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの微細氷粒２０ａを生成させる。上記生成された微細氷粒２０ａはタンク１７ａの下部に貯留された冷水２５に投入され、氷スラリ２０ｂを生成し貯氷される。
なおタンク１７ａ内に設けた撹拌機１８により、投入された氷粒２０ａのくっつきによる氷塊の形成を防止してスラリ状態を維持する構成にしてある。
なお、前記粒径０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの微細氷粒２０ａの形成は、前記過冷却水２５ａの過冷却度により決定され、図２に本方式により生成された微細氷粒の氷粒径の測定結果を示してある。図には過冷却度を１．５℃の場合は当日製氷サンプルと１日放置サンプルについて測定し、過冷却度を１．８℃の場合は当日製氷サンプルについて測定した。
【００２５】
前記氷粒混合部１９は、混合槽１９ａと、ポンプ２１ｂとモニタ２１ａとよりなるモニタ回路２１と、冷水供給装置２７と、撹拌機２３とよりなり、前記貯氷タンク１７に貯氷した氷スラリ２０ｂから所定氷充填率（ＩＰＦ）の均質氷スラリ２０ｃを形成させ、後記する下流側の噴射部２４で剥皮する野菜等農作物の態様に応じて設定したＩＰＦを一定に保持させて、保持した均質氷スラリを安定供給するようにしたものである。
【００２６】
則ち、ポンプ１７ｂにより混合槽１９ａへ導入された貯氷タンク１７の氷スラリ２０ｂは、撹拌機２３で撹拌されるとともに、前記モニタ回路２１によりポンプ２１ｂを介して導入した氷スラリのＩＰＦの変化状況をモニタ２１ａにより監視し、状況に応じて前記冷却水供給装置２７の電磁弁２７ａを作動させ、所用のＩＰＦを保持させるとともに、前記撹拌機２３により均質の氷スラリを得るようにしてある。
上記氷スラリの均質状態の維持は、後記する噴射部２４における野菜等の剥皮において、凹凸に富む対象物のいびつな形状にも対応して、表皮のみを効率よく剥皮できるようにしたものである。
【００２７】
なお、上記氷粒混合部１９には、後記する剥皮工程の終了後、剥皮面の褐変防止のため、図示していないアスコルビン酸の投入装置を設け、適量の混入により褐変を防止する構成にしてある。
【００２８】
噴射部２４は、容器３５と、該容器３５の上部空間に噴射角度や噴射位置を変更可能に設けた噴射ノズル３３と、容器下部に設けた野菜等の対象物３０を移動可能に保持する桟状枠部材３２と、その下部に設けた噴射氷スラリ２０ｃの融解水より処理した剥皮残滓３１を沈殿ろ過するろ過部３４と、排水口３４ａとより構成する。
【００２９】
前記噴射ノズル３３には、前記氷粒混合部１９でＩＰＦ調整された均質の氷スラリ２０ｃを供給するポンプ１９ｂと、噴射用エアを供給するエア供給部３６を設け、エア圧を加減して対象物の態様に応じ噴射衝撃度を加減できるようにしてある。
なお、上記エア圧は０．１Ｍｐａ〜０．５Ｍｐａが当該野菜等対象物には適当である。
【００３０】
前記対象物３０は揺動ないし回動可能の容器３５の下部に設けた桟状枠部材３２上に載置され、姿勢位置を変動させながら前記微細氷粒よりなる均質氷スラリ２０ｃの噴射を受け、短時間の間に表皮の剥皮工程を完了する。
なお、前記剥皮と同時に噴射された氷スラリ２０ｃの融解水により剥皮後の対象物の洗浄も同時に行なわれ、剥皮洗浄の終了したワークは矢印Ａ方向に排出する。
また、一定ＩＰＦを持ち、且つ微細氷粒よりなる均質氷スラリを使用するため、野菜等の弱い材質の対象物に対しても変形させることなく微小部位まで表皮の剥離が可能で、且つ切削性を伴うことがなくワークの剥皮表面を傷めることがない。
【００３１】
上記剥皮の際、同時に排出する剥皮残滓３１は、氷スラリ２０ｃの融解水とともに桟状枠部材３２の間隙を通過してろ過部３４に貯留され、濾過した排水は排水口３４ａより矢印Ｂ方向に排出する。
【００３２】
上記構成よりなるアイスブラストによる野菜等農作物の剥皮システムによる下記試験条件下で行なった各種野菜に対する剥皮状況を下記実施例により示す。

実施例１；
対象物サツマイモ（ヒルガオ科）、水分６８．０％
【表１】

実施例２−１；
対象物貯蓄ジャガイモ（ナス科）、水分７９．５％
【表２】

０．５Ｍｐａでは表面の凹凸が目立つ。（凹部分まで剥皮したため歩留まりが低下した）
新ジャガイモと比較して剥皮の効率は低い結果が得られた。
実施例２−２；
対象物新ジャガイモ
【表３】

剥皮効率及び歩留まりは良好で、０．２５Ｍｐａ、０．５Ｍｐａでは表面に凹凸ができる。
実施例３；
対象物サトイモ（サトイモ科）、水分８３．０％
【表４】

表面が逆さであるが剥離は容易である。
表面の凹凸が比較的少なく、氷なしでも剥皮が可能である。
剥皮後の褐変がある。
実施例４；
対象物ゴボウ（キク科）、水分７８．６％
【表５】

各圧力で表面に凹凸が見られた。
表装部のみ剥皮したが、ゴボウ特有の匂いがあった。
土がついている前記サトイモとともに剥皮、洗浄が同時に可能となる。
実施例５；
対象物長イモ（ヤマノイモ科）、水分８２．６％
【表６】

組織が柔かく、僅かな力で削げるため歩留まりは低い。
実施例６；
対象物ダイコン（アブラナ科）、水分９４．５％
【表７】

０．１Ｍｐａでの剥皮可能で、０．２５Ｍｐａ、０．５Ｍｐａでは凹凸ができた。
剥離は良好であった。
実施例７；
対象物トマト（ナス科）、水分９５．０％
【表８】

組織が柔らかいため、０．５Ｍｐａで果実は崩れた。
実施例８；
対象物レモン（ミカン科）、水分８７．３％
【表９】

０．１Ｍｐａ、０．２５Ｍｐａでは剥皮不可である。
実施例９；
対象物キウイ（マタタビ科）、水分８４．１％
【表１０】

０．１Ｍｐａでは剥皮不可で、０．５Ｍｐａでは果実がつぶれた。
実施例１０；
対象物林檎、梨、バナナ、南瓜、
表皮が堅く、中身が柔かいものは剥皮不可である。
【００３３】
上記実施例に見るように、下記結果が得られた。
ａ、根菜類（サツマイモ、ジャガイモ、サトイモ）は剥皮可能で、歩留まりも良好であった。
ｂ、果実については、組織が柔らかいため、条件が限られる。
ｃ、ジャガイモは貯蔵期間で剥離状況が変化する。（サツマイモも同様）
ｄ、サツマイモ、サトイモについては、褐変が認められた。なお、前記褐変に対してはアスコルビン酸の使用により防止できる。
ｅ、剥皮された皮は粉砕されているため、再利用は困難である。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、上記構成により、下記のような効果を奏する。
サツマイモを始めとする根菜類の剥皮に対しては高歩留まりの剥皮ができる。また、アスコルビン酸の使用により剥皮の際に起きる褐変が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアイスブラストによる野菜等農作物の剥皮システムの概略の構成を示す図である。
【図２】図１の過冷却解除による微細氷粒の製法における過冷却水の過冷却度に対する氷粒の変化の状況を示す図である。
【符号の説明】
１０過冷却水形成部
１１空冷コンデンシングユニット
１２過冷却用熱交換器
１３予熱器
１４フィルタ
１６過冷却解除板
１７貯氷タンク
１７ａタンク
１８、２３撹拌機
１９氷粒混合部
１９ａ混合槽
２０ａ微細氷粒
２０ｂ氷スラリ
２０ｃ均質氷スラリ
２１モニタ回路
２５冷水
２５ａ過冷却水
２７冷却水供給装置
３０対象物
３１剥皮残滓
３２桟状枠部材
３３噴射ノズル
３４ろ過部
３５容器
３６エア供給部

Claims

アイスブラストによる野菜等農作物の剥皮方法において、
清水の過冷却により得られた過冷却水の過冷却解除により一定粒径の微細氷粒を得て、得られた一定粒径の氷粒を含む一定氷充填率を持つ均質氷スラリを形成させ、該均質氷スラリのエア噴射により野菜等農作物の剥皮を行なうようにしたことを特徴とするアイスブラストによる野菜等農作物の剥皮方法。
前記微細氷粒の粒径は、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のアイスブラストによる野菜等農作物の剥皮方法。
前記エア噴射は、０．１Ｍｐａ〜０．５Ｍｐａの吐出圧を使用するようにしたことを特徴とする請求項１記載のアイスブラストによる野菜等農作物の剥皮方法。
前記剥皮は、洗浄をともに行なうことを特徴とした請求項１記載のアイスブラストによる野菜等農作物の剥皮方法。
前記均質氷スラリは、アスコルビン酸の添加により、剥皮の際発生する褐変（褐色変色）を防止するようにしたことを特徴とする請求項１記載のアイスブラストによる野菜等農作物の剥皮方法。
アイスブラストによる野菜等農作物の剥皮システムにおいて、
過冷却水用清水を得るフィルタと該清水を予熱する予熱部と予熱された清水を過冷却する過冷却用熱交換部と該過冷却用冷熱を供給するコンデンシングユニットとよりなる過冷却水形成部と、該過冷却水の過冷却解除により生成された微細氷粒をスラリ状に貯氷する貯氷タンクと、該貯氷タンクに貯氷されたスラリ状微細氷粒よりなる氷スラリより所定氷充填率の均質氷スラリを得る氷粒混合槽と、該混合槽により得られた均質氷スラリを高圧流体を介して噴射させ、野菜等農作物の表皮を剥皮する噴射部と、より構成したことを特徴とするアイスブラストによる野菜等農作物の剥皮システム。
前記氷粒混合槽は、氷充填率（氷スラリ濃度）の検出手段及び検出した氷充填率に対応して冷却水を供給する調整手段を設けたことを特徴とする請求項６記載のアイスブラストによる野菜等農作物の剥皮システム。
前記氷粒混合槽には褐変防止剤のアスコルビン酸の投入手段を設けたことを特徴とする請求項６記載のアイスブラストによる野菜等農作物の剥皮システム。
前記噴射部は剥皮の際発生する剥離物を分離するろ過沈殿手段を設けたことを特徴とする請求項６記載のアイスブラストによる野菜等農作物の剥皮システム。