JP2006239677A - 貝処理方法および貝処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 貝を殻と身に分離回収する貝処理装置において、分離の確実性、回収率の向上【解決手段】 貝処理装置は、貝を液体窒素に浸漬させて凍結処理する凍結処理部と、凍結処理した貝を壁に衝突させて殻と身の小片に破砕する衝突破砕部と、衝突破砕部で破砕した殻の小片と身の小片を水中で比重差により分離し別々に回収する分離回収部とを備えている。この貝処理装置によれば、液体窒素に浸漬させて凍結処理した貝を壁に衝突させて破砕しているので、貝の殻と身がそれぞれ小さくなり過ぎることはなく、それぞれ適切な大きさに破砕される。これにより貝の殻と身に十分な沈降速度の差を生じさせることができ、水中での比重差を利用した分離作業が容易になり、分離作業の確実性及び貝の身の回収率を向上させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は貝を殻と身に分離回収する貝処理方法および貝処理装置に関するものである。

例えば、火力発電所の取水路などには、放置すると大量に貝が付着する。その大半は定期的に排除されて埋立て処理されている。しかし、近年において処理場の逼迫が懸念されると共に、産業廃棄物として処理すること自体が難しくなりつつある。産業廃棄物でなく仮に一般廃棄物とした場合は、行政側で引き取ってもらえないことも予想され、各発電所毎の対応が迫られているのが現状である。他方、埋立てや焼却処理することは環境保全の点から難しくなっている。

このため、回収した貝を様々な分野で有効利用する試みが行われている。例えば、貝の殻は石灰成分を多く含むためにコンポスト化や土壌改良材、汚泥などの固化剤原料、埋立材、焼却灰として製品販売され、鶏餌の添加材として利用されている。また貝の身はコンポスト化が塩分除去の問題があって難しいことから、乾燥させて肥料や飼料として有効利用することが試行されている。

このように貝を有効利用するためには、取水路から定期的に回収した大量の貝を殻と身に効率良く分離する必要があり、そのための貝処理装置として、取水路から回収した貝をスチームなどで加熱して殻と身を分離しやすくした処理装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−５７６１９号公報

発電所の取水路から回収された大量の貝をスチームなどで加熱処理すると、殻と身の結合が解かれ、又は、殻と身の結合力が低減して殻と身が分離しやすくなる。しかし、大量の貝をスチームなどで殻と身が分離しやすくなる適温まで加熱するのに長時間を要して作業性が悪く、また、加熱により発生する蒸気の悪臭を消臭するなどの二次処理、後処理の問題が多い。また、貝の身は加熱することで変質して、後で有効利用できる肥料や飼料の種類が制限され、特に水産養殖用飼料、餌料の有効利用に問題がある。

本発明者らは、上記のような問題を考慮し、加熱処理することなく、貝を液体窒素に浸漬させて凍結処理し、凍結した貝を破砕して殻と身の小片にし、破砕した殻の小片と身の小片を水中で比重差により分離し別々に回収する方法を検討している。しかし、凍結した貝を破砕する際に、ミルなどの機械的な破砕装置を用いると、貝の殻と身が小さく破砕され過ぎる場合がある。貝の殻と身が小さく破砕され過ぎると沈降速度の差が小さいために、水中で比重差を利用した分離が上手く行かない場合があり、分離回収率が悪かった。

本発明者らは水中での比重差を利用した分離作業を容易にし、分離作業の確実性及び貝の身の回収率を向上させるべく、貝処理装置の改良を検討した。その結果、液体窒素に浸漬させて凍結処理した貝を壁に衝突させて破砕することにより、貝の殻と身がそれぞれ小さくなり過ぎることはなく、それぞれ適切な大きさに破砕されるとの知見を得た。

本発明に係る貝処理装置は、貝を液体窒素に浸漬させて凍結処理する凍結処理部と、凍結処理した貝を壁に衝突させて殻と身の小片に破砕する衝突破砕部と、衝突破砕部で破砕した殻の小片と身の小片を水中で比重差により分離し別々に回収する分離回収部とを備えている。

本発明に係る貝処理装置によれば、液体窒素に浸漬させて凍結処理した貝を壁に衝突させて破砕しているので、貝の殻と身がそれぞれ小さくなり過ぎることはなく、それぞれ適切な大きさに破砕される。これにより貝の殻と身に十分な沈降速度の差を生じさせることができ、水中での比重差を利用した分離作業が容易になり、分離作業の確実性及び貝の身の回収率を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る貝処理装置を図面に基づいて説明する。

この貝処理装置１は、図１に示すように、凍結処理部としての凍結処理装置１１と、衝突破砕部としての遠心衝突破砕装置１２と、分離回収部としての分離回収装置１３を備えている。

凍結処理装置１１は、貝を液体窒素に浸漬させて凍結させる凍結処理を行なうものである。この実施形態では、凍結処理装置１１は、図２に示すように、凍結処理槽２１と予冷処理槽２２を備えている。

凍結処理槽２１は、貝を液体窒素２３に浸漬させて凍結させるものであり、液体窒素２３を貯留可能な容器２４と、蓋２５と、冷気導入配管２６を備えている。容器２４は貝を入れた網籠２７を収容し、液体窒素２３に浸漬させることができるのに十分な容積を備えている。予冷処理槽２２は、容器２８、蓋２９、脱気配管３０を備えている。容器２８は、貝を入れた網籠２７が収容可能な容積を備えている。凍結処理槽２１と予冷処理槽２２の各部材はそれぞれ断熱処理を施している。

凍結処理槽２１の冷気導入配管２６は蓋２５に取り付けられており、予冷処理槽２２の蓋２９に連通している。凍結処理槽２１の冷気は冷気導入配管２６を通して凍結処理槽２１から排出され、予冷処理槽２２に導入している。予冷処理槽２２の蓋２９には、冷気導入配管２６から離れた位置に、予冷処理槽２２の冷気を排出する脱気配管３０を取り付けている。脱気配管３０は、予冷処理槽２２内の気圧が高くなり過ぎるのを防止するものであり、この実施形態では、図１、図２に示すように、予冷処理槽２２の脱気配管３０を、凍結処理槽２１で凍結させた貝を移送する定量フィーダ３３に連通させて、予冷処理槽２２から排出される冷気を定量フィーダ３３に送り、移送時において凍結させた貝の温度を低く維持するのに利用している。

貝の凍結処理は、図２に示すように、貝を入れた網籠２７を予冷処理槽２２に入れて所定時間置き予め冷やしたものを、凍結処理槽２１で液体窒素２３に浸漬させて急速に凍結させるものである。液体窒素２３は沸点が−１９６℃であり、貝を入れた網籠２７を２〜３分程度液体窒素２３に浸漬させると、貝は−１２０℃〜−１３０℃程度の低温に急速に冷却される。液体窒素２３に浸漬して急速に凍結させた貝は、衝撃に対して脆くなり、衝撃を加えると破砕され、また破砕されたときに殻と身に分離され易くなる。

凍結処理槽２１に貯留された液体窒素２３は、貝を凍結させる際に徐々に気化するが、凍結処理槽２１の蓋２５に冷気導入配管２６を設けているので、凍結処理槽２１内の気圧が上昇し過ぎることはない。また、凍結処理槽２１から排出される冷気を予冷処理槽２２に導入し、予冷処理槽２２において凍結処理前の貝を予冷するのに利用している。この凍結処理装置１１は、予冷処理槽２２を設けて、凍結処理槽２１で貝を液体窒素２３に浸漬させて凍結させる処理を行なう前に、貝を予め冷やしているので、凍結処理槽２１での液体窒素２３が消費される量を低く抑えることができる。

この実施形態では、予冷処理槽２２、凍結処理槽２１は、それぞれ蓋２５、２９を開けて、貝を入れた網籠２７を収容し、蓋２５、２９を閉めて一定時間貝を冷やし、再び蓋２５、２９を開けて網籠２７を取り出すものであり、例えば、貝を入れた網籠２７をクレーンで吊るし、予冷処理槽２２、凍結処理槽２１に順番に移送するとよい。なお、凍結処理装置１１はこれに限らず、予冷処理槽２２と、凍結処理槽２１との間に、貝を入れた網籠をコンベアに載せて運ぶコンベア式の移送ラインを設け、貝を入れた網籠を予冷処理槽２２、凍結処理槽２１を順に一定時間通過させて貝を凍結処理する構成にしてもよい。このような移送ラインを設けることにより、貝処理のオートメーション化、人的労力の省力化を図ることができる。

この実施形態では、図１に示すように、凍結処理装置１１で凍結処理された貝３１は、網籠２７から出され、ホッパー３２に投入され、定量フィーダ３３を介して定量送りされて遠心衝突破砕装置１２に投入される。

遠心衝突破砕装置１２は、凍結処理した貝を壁に衝突させて殻と身の小片に破砕するものであり、この実施形態では、図３に示すように、外筒４１と、ロータ４２と、ロータ４２を回転駆動させるモータ４３で構成されている。

外筒４１は円筒形状の筒体を縦置きしたものであり、その上端に半径方向に延在した梁４４を設け、外筒４１の中心に沿ってロータ４２の回転軸４５を軸支している。ロータ４２は、投入された貝に遠心力を付与し、外筒４１の内周面４１ａに向けて射出するものであり、ロータ４２の回転軸４５は外筒４１の外周面に取り付けたモータ４３にベルト４３ａを連結し、動力を付与している。

この実施形態では、ロータ４２は回転軸４５に対して水平に延在する円板４６の上面に羽根４７を取り付けている。羽根４７は、図３（ａ）に示すように、円板４６の上面にインボリュート形状に延在しており、ロータ４２の回転により投入された貝に遠心力を付与するものである。羽根４７をインボリュート形状とすることにより、貝に付与される遠心力を増大させることができる。また、図示は省略するが、羽根４７の貝が射出される出口側に、貝を射出する角度を調整する片材を取り付けている。この遠心衝突破砕装置１２は、ロータ４２の回転数や羽根４７に取り付けた片材などを調整することにより、貝を外筒４１の内周面に向けて射出する速度や角度を調整することができる。

凍結処理槽２１で凍結処理された貝３１は、網籠から出され、ホッパー３２に投入され、定量フィーダ３３を介して遠心衝突破砕装置１２のロータ４２の中心部に投入される。ロータ４２に投入された貝は、羽根４７により遠心力が付与されて外径方向に射出され、外筒４１の内周面に衝突して破砕される。このようにして衝突破砕した貝は、衝突の衝撃により脆性破壊されるので、殻の小片と身の小片がそれぞれ小さくなり過ぎることはない。破砕された貝の殻の小片と身の小片はそれぞれロータ４２と外筒４１の隙間４８から落下する。

次に、分離回収装置１３を説明する。

分離回収装置１３は、水槽５１と、送風装置５２と、殻回収用コンベア５３と、身回収用コンベア５４とを備えている。遠心衝突破砕装置１２は、分離回収装置１３の水槽５１の中央部に破砕した貝の殻の小片５９と身の小片６０が落下するように、分離回収装置１３の水槽５１の上に配設している。

水槽５１は水や海水を所定の深さまで貯留している。送風装置５２は、水槽５１の液面に風を送り、流水を生じさせるものである。殻回収用コンベア５３及び身回収用コンベア５４は、この実施形態では、それぞれ樹脂製のコンベアベルトを備えたベルトコンベアである。殻回収用コンベア５３は、遠心衝突破砕装置１２で破砕された貝の殻の小片５９と身の小片６０が水槽５１に投入される投入位置５６の直下に延在するように配設している。身回収用コンベア５４は、水槽５１内において投入位置５６よりも下流側に延在するように配設している。

この実施形態では、殻回収用コンベア５３の他端は水槽５１の外に設置した殻回収容器５７に至るように延在している。また身回収用コンベア５４の他端は水槽５１の外に設置した身回収容器５８に至るように延在している。殻回収用コンベア５３及び身回収用コンベア５４は、水中で貝の殻の小片５９又は身の小片６０を受けるのに十分な幅を備えた樹脂シート製のコンベアベルトで構成されており、それぞれ水槽５１内から水槽５１の外に貝の殻の小片５９又は身の小片６０を搬送する方向に回転する。

遠心衝突破砕装置１２で破砕された貝の殻の小片５９と身の小片６０は、それぞれ小さくなり過ぎない大きさの小片に破砕されている。この分離回収装置１３は、水槽５１の表層に送風装置５２により流水が生じており、水槽５１に落下した貝の身の小片６０は貝の殻の小片５９に比べて浮き易く、顕著に流され易い。貝の殻の小片５９は、水槽５１に投入される投入位置５６の直下に延在した殻回収用コンベア５３の上に沈んでいき、貝の身６０は投入位置５６よりも下流側に延在した身回収用コンベア５４の方に流れていく。これにより、貝の殻５９は、殻回収用コンベア５３により殻回収容器５７に回収され、貝の身６０は身回収用コンベア５４により身回収容器５８に回収される。

このように、この貝処理装置１によれば、凍結処理装置１１で液体窒素に浸漬し、凍結させた貝を遠心衝突破砕装置により衝突破砕しているので、貝の殻と身はそれぞれ小さくなり過ぎることはなく、それぞれ適切な大きさに破砕される。これにより貝の殻と身に十分な沈降速度の差を生じさせることができ、水中での比重差を利用した分離作業が容易になり、分離作業の確実性及び貝の身の回収率を向上させることができる。

本発明者らは、この貝処理装置において、凍結処理装置１１で３分間液体窒素に浸漬させて凍結させたムラサキガイ７７０ｇを、遠心衝突破砕装置１２に投入し、分離回収装置１３の殻回収容器５７と身回収容器５８にそれぞれ回収された貝の殻と身の重量を測定する実験を行なった。

この結果、図４に示すように、身回収容器５８では、全体の重量が４０９ｇであり、そのうち貝の身が３９３ｇ、殻が１６ｇであった。また、殻回収容器５７では全体の重量が３６１ｇであり、そのうち貝の身が８８ｇ、殻が２７３ｇであった。貝の身は総重量が４８１ｇであり、その８１％が身回収容器５８に回収された。また貝の殻は総重量が２８９ｇであり、その９４％が殻回収容器５７に回収された。

このように、この貝処理装置１を用いることにより、貝の身と殻の分離回収を効率良く、また容易に行なえる。また、加熱処理等が行なわれていないので、分離回収された貝の身は水産養殖用の飼料として、また、貝殻は土壌改良材などに転用することができる。

以上、本発明の一実施形態に係る貝処理装置を説明したが、本発明に係る貝処理装置はこれに限定されることなく、種々の変更が可能である。

例えば、衝突破砕には、遠心衝突破砕装置に代えて、凍結処理した貝を所定の高さから落下させ、地面等に衝突させる装置を用いてもよい。なお、この方法では、凍結処理した貝を殻と身の小片に破砕するのに、十分な高さから落下させる必要があり、これを装置化する場合には、相当の高さを備えた装置が必要になり、装置が大型化し、設備コストも高くなる。上記実施形態のように、遠心衝突破砕装置１２を用いることにより、衝突破砕する装置の小型化を図ることができる。

また、貝を液体窒素に浸漬させて凍結処理する凍結処理工程と、凍結処理工程で凍結処理した貝を壁に衝突させて殻と身の小片に破砕する衝突破砕工程と、衝突破砕工程で破砕した殻の小片と身の小片を水中で比重差により分離し別々に回収する分離回収工程とを備えた貝処理方法を具現化する貝処理装置について説明をした。この方法では、液体窒素の使用量を出来る限り少なくすることが、ランニングコストを低減させる上で好ましい。

そこで、本発明者らは、凍結処理槽２１にムラサキガイ１０００ｇを投入して、凍結処理を行なう場合において、凍結処理槽２１に投入するムラサキガイの温度を１０℃、３℃、−１５℃とし、それぞれの場合について、液体窒素の消費量を比べた。この結果、図５に示すように、ムラサキガイの温度が１０℃の場合は、液体窒素の消費量は約２０００ｇ強、ムラサキガイの温度が３℃の場合は、液体窒素の消費量は約２０００ｇ弱であったのに対し、ムラサキガイの温度が−１５℃の場合は、液体窒素の消費量は約１２００ｇ程度になった。ムラサキガイの温度が１０℃の場合や、ムラサキガイの温度が３℃の場合は、ムラサキガイに含まれる水分が凍る際に液体窒素から潜熱を奪うため、液体窒素の消費量が多くなるが、凍結処理槽に投入するムラサキガイの温度が−１５℃の場合は、投入される段階で、ムラサキガイに含まれる水分が凍っているので、潜熱分の消費がなく、液体窒素の消費量を低く抑えることができる。

このように、貝には水分が含まれるので、貝を凍らした状態で凍結処理槽に投入した場合は、貝を凍らせずに投入する場合に比べて、貝に含まれる水分の潜熱に奪われる熱量の分は確実に、液体窒素の消費量を低く抑えることができる。上記実験によれば、ムラサキガイを凍らせずに投入する場合には、貝に対して約２倍程度の液体窒素が必要であったが、ムラサキガイを凍らして投入した場合には、貝に対して約１．１倍程度の液体窒素の消費量で済んだ。

そこで、凍結処理工程の前に、貝を冷凍させる冷凍処理工程を備え、凍結処理工程において、冷凍した貝を液体窒素に浸漬させて凍結処理するとよい。具体的には、図６に示すように、凍結処理装置１１から予冷処理槽２２を廃し、貝を凍らせる冷凍処理装置７１を設け、冷凍処理装置７１で予め冷凍させた貝を凍結処理槽２１に供給するようにするとよい。冷凍処理装置７１は、公知の冷凍庫を用いることができる。潜熱に奪われる熱量を抑えることで、液体窒素の消費量を大幅に低く抑えることができるので、貝を確実に凍らせることができる冷凍能力を備えたものであればよい。

また、予め貝を凍らせておくことにより、貝が腐らせずに長期間保存することができるので、火力発電所の取水路などで貝が一度に多量に回収された場合などでも、冷凍処理装置７１を、多量の貝をストックできる冷凍庫（冷凍倉庫）などで構成することにより、貝を一時的に貯蔵し、遠心衝突破砕装置１２の処理ペースに合わせて、冷凍した貝を安定して供給することができるようになる。このように、貝を予め冷凍することにより、貝分離回収処理を行なう作業性も向上する。

本発明の一実施形態に係る貝処理装置を示す図。 本発明の一実施形態に係る凍結処理装置を示す図。 本発明の一実施形態に係る遠心衝突破砕装置を示す図。 本発明の一実施形態に係る貝処理装置による貝処理実験の結果を示す図。 貝の初期温度と液体窒素の消費量との関係を示す図。 本発明の他の実施形態に係る貝処理装置による貝処理装置を示す図。

符号の説明

１ 貝処理装置
１１ 凍結処理装置
１２ 遠心衝突破砕装置
１３ 分離回収装置
２１ 凍結処理槽
２２ 予冷処理槽
３１ 貝
３２ ホッパー
３３ 定量フィーダ
４１ 外筒
４２ ロータ
４３ モータ
５１ 水槽
５２ 送風装置
５３ 殻回収用コンベア
５４ 身回収用コンベア
５６ 投入位置
５７ 殻回収容器
５８ 身回収容器
５９ 貝の殻
６０ 貝の身
７１ 冷凍処理装置

Claims (7)

1. 貝を液体窒素に浸漬させて凍結処理する凍結処理部と、
   前記凍結処理部で凍結処理した貝を壁に衝突させて殻と身の小片に破砕する衝突破砕部と、
   前記衝突破砕部で破砕した殻の小片と身の小片を水中で比重差により分離し別々に回収する分離回収部とを備えていることを特徴とする貝処理装置。
2. 前記凍結処理部は、貝を液体窒素に浸漬させる凍結処理槽と、凍結処理槽の冷気を導入して凍結処理前の貝を予冷する予冷処理槽とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の貝処理装置。
3. 予め貝を冷凍させる冷凍処理部を備え、前記冷凍処理部で冷凍処理した貝を前記凍結処理部に供給するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の貝処理装置。
4. 前記衝突破砕部は、外筒と、前記外筒内に配置され、外筒内に投入された凍結貝に遠心力を付与するロータとを備え、前記ロータにより外筒内に投入された凍結貝に遠心力を付与して、外筒の内周面に衝突させて、凍結貝を破砕するものであることを特徴とする請求項１に記載の貝処理装置。
5. 前記分離回収部は、水槽と、前記水槽の表層に流水を生じさせる送風装置と、前記水槽内において衝突破砕装置で破砕した貝の殻と身の小片が投入される投入位置の直下に配設した殻回収用コンベアと、前記水槽内において前記投入位置よりも流水の下流側に配設した身回収用コンベアとを備えていること特徴とする請求項１に記載の貝処理装置。
6. 貝を液体窒素に浸漬させて凍結処理する凍結処理工程と、
   前記凍結処理工程で凍結処理した貝を壁に衝突させて殻と身の小片に破砕する衝突破砕工程と、
   前記衝突破砕工程で破砕した殻の小片と身の小片を水中で比重差により分離し別々に回収する分離回収工程とを備えていることを特徴とする貝処理方法。
7. 前記凍結処理工程の前に、貝を冷凍させる冷凍処理工程を備え、凍結処理工程において、冷凍した貝を液体窒素に浸漬させて凍結処理することを特徴とする請求項６に記載の貝処理方法。

Images