JP2008104417A - 粉状体集合物の殺菌装置および殺菌方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粉末茶のような軽くて細かい粉状体集合物を効率良く撹拌させながら、紫外線に満遍なく暴露できるような自動化装置は聞いたことがない。
【解決手段】底面が半円状に湾曲した筒状の収容部３と、収容部の内部空間に配設された回転軸１７と、回転軸の周面に同心状に突設され、回転すると被処理物を後端側から前端側に送るよう回転軸に対して螺旋状に配置された送り板２７と、送り板の上手側の面上に放射状に立設された複数の撹拌板２９と、回転軸の周面上に半径方向外方に向かって放射状に立設された複数の撹拌板３１とを備える。回転軸が回転すると、粉状体集合物が送り板２７、撹拌板２９，３１に当たり、上面に露出する粉状体が絶えず交代しながら、収容体の中を搬送される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、粉末茶のような粉状体集合物の殺菌装置および殺菌方法に関するものである。

古くから日本では緑茶葉を抽出して得られた抽出液が飲用に愛用されているが、最近では緑茶の成分が発ガン抑制作用など種々の効用を有することが一般にも知られ始めたこともあり、緑茶を粉末にしてアイスクリームなどの食品に混入させるような茶葉全体の利用も盛んに行われつつある。
上記のように、茶葉を全部残さず利用するような場合には安全性が問題となるため、予め殺菌しておくことが望まれる。
しかしながら、紫外線暴露により食品を殺菌する手法自体は従来から知られているが、粉末茶のような粉状体集合物を静置し、上から紫外線を照射しただけでは上面に露出している粉状体しか殺菌されない。

特開２００５−３１８８１６号公報

粉状体集合物を効率良く撹拌させながら、紫外線に満遍なく暴露できるような自動化装置は聞いたことがない。
上記特許文献１では、粉状体集合物の殺菌装置が記載されているが、そのような構造の殺菌装置で、粉末茶のような軽くて細かいものを殺菌しようとすると、粉末茶が撹拌されて舞い上がり、紫外線ランプに付着してしまい、装置の機能不全をもたらす危険性がある。
従って、現状では、粉末茶を殺菌する場合には、少量ずつ静置して紫外線暴露していく手間のかかる作業をしているものと思われる。

本発明は、上記課題を解決するために、粉末茶のような軽くて細かいものからなる粉状体集合物でも万遍なく効率良く殺菌できる殺菌装置および殺菌方法を提供することを目的とする。

本発明者は、鋭意研究の結果、従来から移送装置として利用されてきたスクリューコンベアの構造に工夫を凝らすと、粉状体集合物を構成する粉状体の舞い上がりを抑制しながら、上面に露出する粉状体を絶えず入れ替えさせることができ、結果として万遍なくしかも効率良く殺菌することを見出し、本発明を完成するに至った。

請求項１の発明は、底面が半円状に湾曲した筒状の収容部と、前記収容部の前端側に設けられた粉状体の投入部と、前記収容部の後端側に設けられた排出部と、前記収容部の内部空間に配設された回転軸と、前記回転軸の周面に同心状に突設され、回転すると被処理物を前記前端側から後端側に送るよう前記回転軸に対して螺旋状に配置された送り板と、前記送り板の上手側の面上に放射状に立設された複数の撹拌板と、前記回転軸を駆動させるための駆動源と、前記収容部の内部空間の上側に配設された紫外線照射手段とを備えた、粉状体集合物の殺菌装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載した粉状体集合物の殺菌装置において、撹拌板は送り板の板面に対して略垂直に立設されていることを特徴とする粉状体集合物の殺菌装置である。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載した粉状体集合物の殺菌装置において、回転軸の周面にも半径方向外方に向かって放射状に延びる複数の撹拌板が立設されていることを特徴とする粉状体集合物の殺菌装置である。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載した粉状体集合物の殺菌装置において、収容部の内壁と回転軸と送り板と撹拌板の少なくとも一部には酸化チタン皮膜が施されていることを特徴とする粉状体集合物の殺菌装置である。

請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載した粉状体集合物の殺菌装置において、紫外線照射手段はＵＶ−Ｃを照射するものであることを特徴とする粉状体集合物の殺菌装置である。

請求項６の発明は、請求項１から５のいずれかに記載した殺菌装置を用いて、粉状体集合物としての茶粉末を紫外線暴露により殺菌したことを特徴とする粉状体集合物の殺菌方法である。

本発明の殺菌装置および殺菌方法を利用すれば、粉末茶のような軽くて細かい粉状体集合物でも、満遍なくしかも効率良く殺菌できる。

本発明での処理対象となる粉状体集合物には、粉末茶のような比較的軽く細かいものから小麦粉のような比較的重く粗いものまで含まれる。
以下、本発明の実施の形態に係る殺菌装置１の構成を、図１〜図４に従って説明する。
図１は、装置全体の斜視図である。
符号２は支持フレーム体を示す。
符号３は細長い筒状収容部を示し、この筒状収容部３はステンレス製の板状材から主に構成されている。収容部３の底面は、収容部３を短手方向からみて半円状に下方に膨んだ状態で湾曲している。収容部３の上面は開口している。収容部３はフレーム体２に下側から取り付けられて支持されている。収容部３の前端側の上部の一部はフレーム体２により閉じられるが、大部分は開口している。

符号５は蓋体を示し、この蓋体５を上記した開口の上に載せると収容部３の内部空間１１は閉じられる。一方、蓋体５を取り外せば、収容部３の内部空間１１は開放されるので、必要に応じて収容部３の内部を清掃できる。
符号７は投入部を示し、この投入部７は前方のフレーム体２を貫通して形成されている。符号９は煙突を示し、この煙突９は蓋体５の中間部を貫通して設けられている。
符号１３は排出部を示し、この排出部１３は、収容部３の後端下部を貫通して形成されている。そして、排出部１３から排出されてきた処理物を受け取るために、排出部１３の下端開口に受口が臨んだ受取容器１４が配置されている。
収容部３の内壁には酸化チタン皮膜が定法により施されている。酸化チタン皮膜は殺菌作用を働かせるために施されている。
符号１５は制御部を示し、この制御部１５の表面にはオン（ラン）ボタンと、ストップボタンと、動作時間の設定ボタンが形成されている。この制御部１５はコード（図示省略）を介して商用電源と接続されている。

符号１７は回転軸を示し、この回転軸１７は収容部３の内部空間１１の長手方向の両端部に配置された軸受によって回転可能に支持されている。回転軸１７の前端部は収容部３の穴から突出しており、突出した部分に従動プーリ１９が取り付けられている。この従動プーリ１９は駆動源としてのモーター２１の出力軸２３とベルト２５を介して連結されており、モーター２１の駆動により回転軸１７が回転する。モーター２１はコード（図示省略）を介して制御部１５と接続されており、制御部１５からの制御信号を受け取って回転動作する。

次に、図２から図４に従って、収容部３の内部空間１１を説明する。
符号２７は送り板（羽根）を示す。この送り板２７は螺旋状をなしており、回転軸１７の周面に同心状に突設されている。送り板２７の外方側先端縁が収容部３の内部空間１１の底面の内壁より若干内側にあるように、送り板２７は寸法調整されており、この実施の形態では、底面の内壁の直径は約１００ｍｍに設定されており、送り板２７の直径（Ｄ）は約７５ｍｍに設定されている。また、送り板２７のピッチ（ｐ）は、約５０ｍｍに設定されている。

符号２９は送り板２７への取付け用の撹拌板を示し、この撹拌板２９は送り板２７の上手側の面上に複数立設されている。各撹拌板２９は板状をなしており、板面が送り板２７の板面に対して略垂直に立ち上がっている。また、各撹拌板２９は、回転軸１７付近から送り板２７の外周縁付近まで、放射状に延在している。
各撹拌板２９は、横断面方向からみると、互いに等距離だけ離れて５つ配置されている。
各撹拌板２９の立ち上がり高さ（ｈ１）は約２５ｍｍである。

符号３１は回転軸１７への取付け用の撹拌板を示し、この撹拌板３１は回転軸１７の露出した周面（即ち、送り板２７が取り付けられていない部分の周面）に複数立設されている。各撹拌板３１は板状をなしており、板面が回転軸１７の外周面に対して略垂直に立ち上がっており、先端は半径方向外方に向かって放射状に延びている。
各撹拌板３１は、横断面方向からみると、互いに等距離だけ離れて５つ配置されている。各撹拌板３１は隣り合う送り板２７の間に配設されている。送り板２７とのクリアランスはできるだけ小さくなるよう設計されている。立ち上がり高さ（ｈ２）は、約１５〜２０ｍｍである。

回転軸１７、送り板２７はステンレス製であり、表面には酸化チタン皮膜が定法により施されている。撹拌板２９，３１も、ステンレス製であり、表面には同様に酸化チタン皮膜が施されている。撹拌板２９，３１は適当な溶接法により送り板２７や回転軸１７に固定されている。

符号３３は紫外線照射手段としての紫外線ランプを示し、この紫外線ランプ３３は横方向断面が円形の直管形状となっている。
２本の紫外線ランプ３３が収容部３の内部空間１１の上側に配設されている。２本の紫外線ランプ３３は、収容部３に設けられた取付具（図示省略）により両端部が支持されており、互いに平行に取り付けられている。
各紫外線ランプ３３の長手方向の長さは紫外線暴露処理部の長さに対応しており、この長さが長いほど殺菌時間を長くできる。従って、十分な長さがあれば、一回投入部７より投入した後に排出部１３から排出された被処理物は、十分に殺菌処理されているが、短いと、その被処理物の種類によっては、更に引き続き投入部７に被処理物を投入して再度殺菌処理しなければならない。従って、短くとも１００ｃｍ以上が好ましい。

また、各紫外線ランプ３３の出力は大きいほど殺菌力が強いが、各紫外線ランプ３３と、送り板２７の上方先端との離間距離（Ａ）が、この殺菌装置１のように８０〜１００ｍｍ程度であれば、合計出力Ｗ（即ち、２本のランプの出力）が約４０〜２００Ｗ程度あれば、十分な殺菌力が得られる。
なお、紫外線は、波長によりＡ，Ｂ，Ｃに分けられるが、最も波長の短いＵＶ−Ｃが高い殺菌効果を示すことから、紫外線ランプ３３はこのＵＶ−Ｃを照射する構成になっている。

次に、殺菌装置１を使用した粉末茶（Ｔ）の殺菌方法について説明する。
制御部１５を電源ＯＮにし、回転軸１７の回転速度を調整した後に、モーター２１を駆動させ、更にその１０分経過後に、紫外線ランプ３３を点灯させる。
上記の作業の終了後、被処理物を投入部７から投入し、処理部３内に供給する。
被処理物が５ｍｍ角程度に粉砕された粉末茶（Ｔ）の場合には、供給量は、送り板２７の1ピッチ移送当たり、約３０〜５０ｇ程度が好ましく、通常は、 ４０ｇ程度である。
また、回転軸１７の回転速度はできるだけ小さく設定した方がよい。

供給された粉末茶（Ｔ）は、送り板２７によって掻き上げられて排出部１３側に搬送され、排出部１３に到達すると、そこから下方に落下して排出される。
搬送中、図５に示すように、集合物としての粉末茶（Ｔ）は撹拌板２９、３１によって複数の方向から力を受けるため、個々の粉状体は各々複雑にその移動方向を変更する。従って、上面に露出する粉状体は絶えず入れ替わり、紫外線ランプ３３から照射された紫外線に暴露される粉状体の数が増える。即ち、粉末茶（Ｔ）がより均一に紫外線殺菌されることになる。
しかも、個々の粉状体は軽くて細かいにもかかわらず、舞い上って紫外線ランプ３３に付着することもない。
さらに、同時に、個々の粉状体は絶えず入れ替わって酸化チタン皮膜に接触することになり、酸化チタン殺菌されることにもなる。
因みに、処理中の温度上昇により暖められた空気は煙突を介して排出されるので、収容部３の内部空間１１が異常加熱されることはない。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の具体的構成は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨から外れない範囲での設計変更があっても本発明に含まれる。
例えば、酸化チタン皮膜は、収容部３などの一部に施してもよい。
また、上記の殺菌装置１は長手方向の長さはそれほど長くないが、この殺菌装置１に投入し殺菌処理されて排出された被処理物を再度殺菌装置１に投入することにより、実質的な殺菌時間を延ばすことができる。
いずれにしても、特許請求されている事項を除いては、従来からあるまたは将来案出される形状や素材や製造方法を任意に組み合わせることができる。

（実施例１）
上記した殺菌装置１を同じ構造の試験機（但し、撹拌板２９，３１はプラスチック製で酸化チタン皮膜無し）を使用して、以下の条件で、粉末茶（Ｔ）を殺菌処理した。
粉末茶（Ｔ）：緑茶の茶葉の蒸したものを５ｍｍ角に粉砕した粉末茶
殺菌時間：約４０分間
回転速度：約４ｒ／ｍｉｎ （進行距離：１２０ｍｍ）
紫外線（ＵＶ−Ｃ）の合計出力：４０Ｗ
殺菌処理後に、一般生菌数（測定方法：標準寒天培地法）、大腸菌郡（測定方法：ＢＧＬＢ培地、ＥＭＢ培地、ＬＢ培地、普通寒天培地による）、カビ・酵母（測定方法：クロラムフェニコール添加ポテトデキストロース寒天培地による）により、検査した。
また、比較例として、未殺菌のものも検査した。

得られた結果は以下の表の通りであり、この結果より菌数が劇的に減少したことが実証された。

（実施例２）
上記した殺菌装置１を使用して、以下の条件で、粉末茶（Ｔ）を殺菌処理した。
粉末茶（Ｔ）：緑茶の茶葉の蒸したものを５ｍｍ角に粉砕した粉末茶
殺菌時間：殺菌時間：約０、１６、３２、４８分間（０分間は未処理）
回転速度：約４ｒ／ｍｉｎ
紫外線（ＵＶ−Ｃ）の合計出力：４０Ｗ
殺菌時間の違いにより４種類の処理物を得、それらを実施例１と同様に検査した。

得られた結果は以下の表の通りであり、この結果より処理時間が長くなるほど菌数が減少したことが実証された。

（実施例３）
上記した殺菌装置１を使用して、以下の条件で、粉末茶（Ｔ）を殺菌処理した。
粉末茶（Ｔ）：緑茶の茶葉の蒸したものを５ｍｍ角に粉砕した粉末茶
殺菌時間：約０、１５、３０、４５分間
回転速度：約４ｒ／ｍｉｎ
紫外線（ＵＶ−Ｃ）の合計出力：２００、８０Ｗ
殺菌時間と紫外線の出力の違いにより７種類の処理物を得、それらを実施例１と同様に検査した。

得られた結果は以下の表の通りであり、この結果より処理時間が１５分間程度では紫外線の出力が大きいほど菌数が減少したが、処理時間が長くなると紫外線の出力差が菌数にそれほど影響を与えなくなったことが実証された。

(実施例４)
上記した殺菌装置１を使用して、以下の条件で、粉末茶（Ｔ）を殺菌処理した。
粉末茶（Ｔ）：乾燥機ダストから回収された粉末茶で、主に１．４ｍｍ篩下からなるもの）
殺菌時間：約４０分間
回転速度：約４ｒ／ｍｉｎ
紫外線（ＵＶ−Ｃ）の合計出力：８０Ｗ

殺菌処理後に、色沢、香気、水色、滋味の項目を２０点満点、合計８０点満点とする標準審査法によって、品質を審査した。付点は、概ね以下の基準に従った。
１７．０以上（優） 品評会クラスの所謂まれ物
１６．５〜１４．０（良） 市場で上級品として扱う茶
１３．５〜１１．０（普通） 市場で最も出回っている茶
１０．５〜８．０（やや劣る） 市場で下級茶として取り扱われている茶
７．５以下（劣る） 煎茶であっては柳若しくは番茶に近い茶
なお、比較例として、未殺菌のものも検査した。
具体的には、審査員二人にそれぞれ未処理のものと殺菌処理済みのものを審査してもらった。

得られた結果は以下の表の通りであり、この結果より未処理と殺菌処理で、茶の品質は変わらないことが実証された。

また、茶の色彩を測定した。
具体的には、ＭＩＮＯＬＴＡ 色彩色差系計ＣＣＲ−２１０により、茶の表面色を計測した。
いずれのサンプルも５回ずつ計測し、その平均値を得た。

得られた結果は以下の表の通りであり、この結果より未処理と殺菌処理で、茶の色も変わらないことが実証された。

（実施例５）
上記した殺菌装置１を使用して、以下の条件で、皮付き小麦を殺菌処理した。
殺菌時間：殺菌時間：約０、２０、３０分間
回転速度：約４ｒ／ｍｉｎ
紫外線（ＵＶ−Ｃ）の合計出力：２００Ｗ
殺菌時間の違いにより３種類の処理物を得、それらを実施例１と同様に検査した。

得られた結果は以下の表の通りであり、小麦などの粉末茶より個々の粉状体が大きくて重いものでも菌数が減少したことが実証された。また、処理時間が長くなるほど菌数が減少したことが実証された。

（実施例６）
上記した殺菌装置１を使用して、以下の条件で、甲羅の粉末（粒径：１ｍｍ以下）を殺菌処理した。
殺菌時間：殺菌時間：約０、３０分間
回転速度：約４ｒ／ｍｉｎ
紫外線（ＵＶ−Ｃ）の合計出力：２００Ｗ
殺菌時間の違いにより２種類の処理物を得、それらを実施例１と同様に検査した。

得られた結果は以下の表の通りであり、この結果より甲羅の粉末などの粉末茶より個々の粉状体が重いものでも菌数が減少したことが実証された。

スクリューコンベア自体は、従来から粉末茶の搬送に利用されているが、撹拌効果自体は期待されておらず、事実、単なるスクリューコンベアの上から紫外線を照射しても満遍なく殺菌することはできない。
しかしながら、粉末茶の用途を拡大するためにも、自動的にしかも万遍なく殺菌できる装置は不可欠である。
本発明の殺菌装置は、そうした意味で画期的なものである。

本発明の実施の形態に係る殺菌装置の斜視図である。 図１の殺菌装置の部分拡大図である。 図１の殺菌装置の撹拌板の拡大図である。 図１の殺菌装置の側面図（撹拌板省略）である。 図１の殺菌装置の使用状態の説明図である。

符号の説明

１‥‥殺菌装置 ２‥‥支持フレーム体
３‥‥収容部 ５‥‥蓋体
７‥‥投入部 ９‥‥煙突
１１‥‥内部空間 １３‥‥排出部
１５‥‥制御部 １７‥‥回転軸
１９‥‥従動プーリ ２１‥‥モーター
２３‥出力軸 ２５‥‥ベルト
２７‥‥送り板 ２９，３１‥‥撹拌板
３３‥‥紫外線ランプ
Ｄ‥‥送り板の直径 ｐ‥‥送り板のピッチ
ｈ１，ｈ２‥‥立ち上がり高さ
Ａ‥‥紫外線ランプと送り板との離間距離

Claims (6)

1. 底面が半円状に湾曲した筒状の収容部と、前記収容部の前端側に設けられた粉状体の投入部と、前記収容部の後端側に設けられた排出部と、前記収容部の内部空間に配設された回転軸と、前記回転軸の周面に同心状に突設され、回転すると被処理物を前記前端側から後端側に送るよう前記回転軸に対して螺旋状に配置された送り板と、前記送り板の上手側の面上に放射状に立設された複数の撹拌板と、前記回転軸を駆動させるための駆動源と、前記収容部の内部空間の上側に配設された紫外線照射手段とを備えた、粉状体集合物の殺菌装置。
2. 請求項１に記載した粉状体集合物の殺菌装置において、撹拌板は送り板の板面に対して略垂直に立設されていることを特徴とする粉状体集合物の殺菌装置。
3. 請求項１または２に記載した粉状体集合物の殺菌装置において、回転軸の周面にも半径方向外方に向かって放射状に延びる複数の撹拌板が立設されていることを特徴とする粉状体集合物の殺菌装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載した粉状体集合物の殺菌装置において、収容部の内壁と回転軸と送り板と撹拌板の少なくとも一部には酸化チタン皮膜が施されていることを特徴とする粉状体集合物の殺菌装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載した粉状体集合物の殺菌装置において、紫外線照射手段はＵＶ−Ｃを照射するものであることを特徴とする粉状体集合物の殺菌装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載した殺菌装置を用いて、粉状体集合物としての茶粉末を紫外線暴露により殺菌したことを特徴とする粉状体集合物の殺菌方法。

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