JP3027440B2

JP3027440B2 - 種子の皮剥き装置

Info

Publication number: JP3027440B2
Application number: JP3147442A
Authority: JP
Inventors: 敏之飯塚
Original assignee: インターテックエンジニアリング株式会社
Priority date: 1991-02-08
Filing date: 1991-06-19
Publication date: 2000-04-04
Anticipated expiration: 2015-04-04
Also published as: JPH04330203A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばほうれん草や
ゴルフ場に植えられる芝の種子などのように、発芽の源
としての種核が固い皮ないし殻（以下単に皮と称する）
に覆われた種子の皮を剥くのに好適な種子の皮剥き装置
に関する。ここで、皮を剥くという概念は、皮を割って
種核を脱皮させること、発芽しやすい状態に皮を研磨す
ること、発芽しやすい状態に皮にひびを入れることを指
す。

【０００２】

【従来の技術】例えばほうれん草の種子では、外形が約
２ｍｍ〜４ｍｍ大の固い皮の内部に約１ｍｍから３ｍｍ
大の種核が皮との間に隙間を有する状態で存在する。皮
の存在は、内部の種核を天候等の環境条件から保護して
自然界的に適性な発芽、成育を保とうとするものである
が、皮付きのまま、あるいは上記皮厚のままでの播種で
は、内部種核の脱皮過程に相当の時間を要するとともに
バラツキがあり、気温が高いと発芽率が低いという問題
がある。

【０００３】また、一方では、完全に皮を取り去った後
の種核を３０°Ｃ以上の温度環境下、すなわち夏場に２
ヵ月間保存して播種した場合には、発芽率が著しく低い
という事実も存在する。

【０００４】なお、中国で産する野芝（結樓草）は病虫
害に強く、ゴルフ場に植えた場合に薬剤散布等の処置が
不要となるため、公害の発生を招来せず社会的要請に合
致するのであるが、発芽率が１５％程度と低く、その特
性に反して実際利用が妨げられている現状にある。

【０００５】このため、近年では、内部の種核を人為的
に取り出して化学処理やコーティング処理等の手段で本
来の皮の保護機能を確保し、発芽率を高めることが行わ
れている。そして、化学処理やコーティング処理等の前
工程となる皮の破砕ないし切断、あるいは研磨、すなわ
ち皮剥き手段としては、従来、ローラ間に挟んで潰した
り、あるいは、低温下で脆くした後圧力を加えて潰す方
法が採用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ほうれん草
等の種子の皮は固くて脆性を有すると同時に繊維質を内
包する性状であるため、単に圧力で押し潰すにすぎない
ロール方式では破砕された皮は完全に分離し難い。この
ため種核が外部に出にくく、加えて内部の種核自体が押
し潰されて損傷し易いため、発芽率は３０％程度と依然
として低い状態にある。

【０００７】一方、低温方式のものでは、ロール方式に
比べて破砕処理効率の向上が見られるが、圧力を加えて
潰すといういわゆる圧潰方式と言う点で変わりがないた
め、種核の損傷問題は依然として残存し、結局において
発芽率の大幅な向上には至っていない。また、この方式
においては装置の大型化並びに設備コストの増大化を伴
う欠点を有する。

【０００８】また、皮を効率的に剥き取って種核をむき
出しにする皮剥き技術が要求される一方、自然的発芽過
程で種子が本来的に有する皮の保護機能を十分に生かし
ながら、且つ、皮の存在による発芽率の低下を回避する
皮剥き技術が望まれる。

【０００９】そこで、この発明は、種核の損傷を抑制し
ながら種子の皮剥きを高効率に行うことができ、よって
発芽率の向上を図れる種子の皮剥き装置の提供をその目
的とする。

【００１０】また、この発明の他の目的は、皮の保護機
能を十分に生かしながらも発芽率の低下を回避でき、よ
って夏場等の高温環境下でも発芽率の向上を図れる種子
の皮剥き装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる種子の
皮剥き装置は、上記目的を達成すべく創案されたもの
で、その特徴は、上部に種子投入口と底部に取出口とを
有し種核が皮で覆われた種子を入れるケーシングと、こ
のケーシング内で回転駆動され刃面を非鋭利状として種
子の皮を打撃して叩き割りするカッター刃で構成される
カッター部材と、底部の取出口に設けられ皮付きの種子
の平均外径よりも小さく皮剥された種核の平均外径より
も大きなメッシュよりなるネット部材とが備えられてい
る構成にある。

【００１２】また、この発明によれば、カッター部材の
回転で移動して種子の皮を薄く研磨する研磨材を備えた
構成とすることができる。

【００１３】

【作用】そして、この発明によれば、ケーシング内に種
核が皮で覆われた種子が入れられ、カッター部材が回転
駆動される。カッター部材が回転駆動されると、種子は
カッター刃で打撃されて叩き割りされながら攪拌され
る。打撃された種子の皮は、一気にあるいは徐々に割ら
れる。これによって種核が皮の外方に飛び出して皮と種
核が分離され、皮剥きがなされ、ネット部材から種核が
取出しされる。

【００１４】また、この発明によれば、カッター部材の
回転で種子と研磨材が攪拌される。種子の皮はカッター
部材の打撃によって割られるとともに、研磨材との接触
によって発芽し易い状態に薄肉に削られ、皮剥きがなさ
れる。

【００１５】

【実施例】図１乃至図５はこの発明の一実施例を示す。
種子の皮剥き装置２には、床面に対する水平度を調整可
能なベース部材４が備えられており、このベース部材４
には種子Ｓが投入される略円筒状のケーシング６が立設
されている。また、ベース部材４にはケーシング６の上
下方向をもって支柱８が立設されており、この支柱８に
は上下方向に移動可能な移動ブラケット１０が取付けら
れている。

【００１６】そして移動ブラケット１０には、刃部がケ
ーシング６内で回転駆動されるカッター部材１２が取付
けられている。カッター部材１２は、例えば移動ブラケ
ット１０に固定される変速駆動源としてのモータ１４
と、モータ１４に接続される駆動軸１６と、この駆動軸
１６の先端部に取付けられるカッター刃１８とから概略
構成することができる。符号２０はモータ１４の軸と駆
動軸１６とを接続するジョイントを示す。

【００１７】ケーシング６には、ケーシング本体２２
と、このケーシング本体２２の底面に設けられる断面略
すり鉢状のネット部材２４と、ネット部材２４の下面に
設けられる捕集部２６とが備えられている。また、ケー
シング本体２２の上面には二分割型の蓋部材２８が備え
られており、内方にはバッティングないしカッティング
時の種子Ｓの浮き上がりを抑制するための浮上抑制部材
３０が設けられている。

【００１８】浮上抑制部材３０は、例えば駆動軸１６の
回転を阻害しない状態にケーシング本体２２に固定され
る固定部材３２と、この固定部材３２の下端に種子Ｓの
浮き上がりを抑制可能な適正位置をもって設けられる略
傘状の抑制プレート３４とから構成することができる。
固定部材３２は、例えば駆動軸１６に余裕をもって嵌挿
される径大の筒部材３６と、一端を筒部材３６に固定さ
れるとともに他端をケーシング本体２２に固定される支
持片３８，３８とから構成することができる。

【００１９】ネット部材２４は、皮付き状態での種子Ｓ
が通過できないとともに、皮を剥かれた種核Ｎが通過で
きる大きさの網目を有するものである。

【００２０】カッター刃１８は、略水平面に沿って回転
する水平刃４０と、この水平刃４０に上下方向の角度を
もって立ち上がる起立刃４２とから概略構成されてお
り、この例ではさらにカッター刃１８とネット部材２４
との間におけるバッティングないしカッティングと攪拌
を行うために、起立刃４２に連設して下面域刃４４が設
けられている。

【００２１】水平刃４０は、例えば取付部４０ａと、こ
の取付部４０ａを挟んで両側に形成される上反り部４０
ｂ，下反り部４０ｃとから構成され、回転によって種子
Ｓを上下方向に攪拌移動できる、いわゆるスクリュー作
用を呈するように形成されている。また、上反り部４０
ｂ，下反り部４０ｃにはそれぞれ刃面４０ｄ，４０ｅが
形成されている。この例では水平刃４０本体の厚みｔ₁
を２ｍｍとし、刃面４０ｄ，４０ｅの厚みｔ₂を約０．
０８ｍｍとした。また、上反り部４０ｂ，下反り部４０
ｃの反り角θは約１５°とした。

【００２２】刃面４０ｄ，４０ｅの厚みｔ₂をこれより
薄いいわゆる鋭利刃とすると、内部の種核Ｎまでをも切
断する度合いが大きく、また、高速回転下（２０００〜
３０００ｒｐｍ）において捩じれによる水平刃４０の早
期損耗を来すため、これらを回避すべく非鋭利状とし、
鋭利性による切断ではなく皮を打撃して割るいわゆるナ
タ的作用で種核Ｎの損傷を極力抑えながら皮を剥くこと
を企図したものである。

【００２３】起立刃４２は、取付部４２ａと、起立部４
２ｂとから構成され、起立部４２ｂには刃面４２ｃが形
成されている。刃面４２ｃ等の肉厚は水平刃４０と同等
である。また、この例では起立部４２ｂの立上り角θ₁
を約４５°とした。下面域刃４４においても回転方向側
に刃面４４ａが形成されている。

【００２４】次に水平刃４０と起立刃４２の駆動軸１６
への固定構造を説明する。駆動軸１６の下端には角形の
凸部１６ａが形成されており、これに対応して水平刃４
０と起立刃４２にはそれぞれ、角穴４０ｆ，４２ｄが形
成されている。また、駆動軸１６には凸部１６ａの中央
部位をもって軸方向に延びるねじ穴１６ｂが形成されて
おり、凸部１６ａに水平刃４０と起立刃４２を嵌合後、
ねじ部材４６で締付固定できるようになっている。

【００２５】次に図５に基づいて種子Ｓの皮剥き動作を
説明する。カッター部材１２の動作によってカッター刃
１８が回転すると、水平刃４０によってＰ₁域の種子Ｓ
が打撃されるとともに、種子Ｓは水平刃４０のスクリュ
ー作用によって上方向に攪拌移動させられる。押し上げ
られた種子Ｓは浮上抑制部材３０の抑制プレート３４に
よって止められ、質量によって下降する循環移動が形成
される。抑制プレート３４とネット部材２４によって種
子Ｓの上下移動が規制されるので、種子Ｓは攪拌されな
がらも圧縮された状態となる。

【００２６】この状態で、Ｐ₂域の種子Ｓは起立刃４２
によって打撃される。起立刃４２は約４５°の立上り角
度有するので、Ｐ₂域における種子Ｓに対してムラのな
い効率的な打撃機会が生じる。また、ネット部材２４近
傍のＰ₃域では下面域刃４４によって種子Ｓが攪拌され
るとともに打撃される。これによって、種子Ｓは抑制プ
レート３４とネット部材２４との間で攪拌且つ圧縮され
ながら刃数の少ないカッター刃１８によってむらなく効
率的に打撃される。なお、この例では打撃効率の一層の
向上を図るために、浮上抑制部材３０と下面域刃４４を
設けたが、必ずしも必要ではない。

【００２７】水平刃４０や起立刃４２等によって打撃が
なされると、接触度合いが少ない場合には種子Ｓの皮の
一部が削られ、いわゆるヌカ状態でネット部材２４を通
過する。また、接触度合いが多い場合には、例えば図６
及び図７に示すように、最初の打撃で種子Ｓにひび割れ
ＣＲが生じ、浮動を経ての次の打撃で種核Ｎが外方に飛
び出す状態となる。飛び出した種核Ｎは浮動しながら下
降し、ネット部材２４から抜け落ちて捕集される。

【００２８】この場合、皮の破片Ｈ₁は皮本体Ｈから分
離するかあるいは繋がったままの状態となる。相互に分
離した皮の破片Ｈ₁あるいは皮本体Ｈはその大きさによ
ってネット部材２４を通過する。なお、ネット部材２４
を有効に使用するために、種子Ｓはケーシング６への投
入前において外形の大きさによる選別をされることが望
ましい。

【００２９】また、この例においては、ケーシング本体
２２内に集塵装置（図示しない）に接続される吸引パイ
プ４８が設けられており、ネット部材２４側へ抜けず質
量差によって浮上してくるヌカや皮の破片Ｈ₁あるいは
皮本体Ｈを吸引できるようになっている。

【００３０】実験によると、例えば２４００ｒｐｍの回
転数で３０分前後稼働した場合、７０％前後の収率（投
入された種子Ｓに対する捕集部２６から捕集された種核
Ｎの割合）を得ることができた。また、捕集された種核
Ｎの発芽率は約９０％の高率であることを確認できた。
実験の結果、発芽率を左右する皮無しの種核Ｎの損傷率
は、カッター部材１２の回転数とその稼働時間が影響す
ることが判明した。すなわち、例えば３０００ｒｐｍの
ような高速回転の場合、稼働時間は１５分程度で良く、
これ以上稼働すると種核Ｎの損傷率が高くなる。また、
約１２００ｒｐｍの低速回転場合、稼働時間は４０分か
ら４５分程度が良好である。

【００３１】従って、高速回転で短時間稼働してひび割
れ状況を形成し、その後段階的な低速回転で皮剥き処理
を得ることが望ましい。また、一回の処理操作では収率
が低いが、処理操作後の種子Ｓを段階的に再処理するこ
とによって最終的収率の向上を図ることができる。ま
た、上記例では単一の装置として示したが、段階的な再
処理装置を連設したプラント構造とすることもできる。

【００３２】また、前記野芝についても発芽率が１５％
程度で極めて低いが、上記種子の皮剥き装置２によれ
ば、８０％前後の高い発芽率を得ることができた。この
実験の条件は、野芝種子５００ｇ、炭化珪素を主成分と
する研磨材３７５ｇ、カッター部材１２の回転数１３４
０ｒｐｍ、稼働時間１２０分で、収率は７２％であっ
た。

【００３３】なお、上記例で示した水平刃４０や起立刃
４２等の形状及び組合せ形態はこれに限られるものでは
なく、適宜採用できるものである。

【００３４】次に図８は他の実施例を示すものである。
上記構成に加えてケーシング６内には、種子Ｓに混在し
て研磨材５０が投入されている。研磨材５０としては、
例えば金剛砂、炭化硅素等の数種類を採用することがで
きる。研磨材５０の投入量は、ほうれん草の場合は全体
重量の１０〜３０％程度、野芝の場合は全体重量の５〜
４０％程度が望ましい。

【００３５】カッター部材１２の動作によってカッター
刃１８が回転すると、種子Ｓとともに研磨材５０が攪拌
される。攪拌によって研磨材５０と種子Ｓはランダムに
接触し、図９に示すように、接触摩擦によって研磨材５
０に対して硬度の小さい種子Ｓの皮本体Ｈは研磨前の厚
みｗ₁から剥離し易い厚み、すなわち、発芽し易い厚み
ｗ₂に研磨される。この例の場合、上記例で示したカッ
ター刃１８による皮割りあるいは破砕ないし切断も同時
に行われるので、全体として種子Ｓの皮剥き効率の向上
が成される。研磨材５０による削り屑はヌカ状態として
前記例と同様に処理することができる。

【００３６】次に図１０は研磨材５０による皮剥き機能
のみによる例を示す。上記例のカッター部材１２に代え
て攪拌部材５２が備えられているとともに、ケーシング
６内に投入される研磨材５０が備えられている。カッタ
ー部材１２は上記例と同様の駆動軸１６を有し、駆動軸
１６の先端部には種子Ｓと研磨材５０を攪拌する攪拌羽
根５４が取付けられている。攪拌羽根５４は種子Ｓに対
して曲率の大きい滑らかな接触面を有するもので、上記
例で示したカッター刃１８のように種子Ｓを破砕ないし
切断する機能は有さず、単に攪拌を行うものである。

【００３７】攪拌部材５２の動作によって攪拌羽根５４
が回転すると、種子Ｓと研磨材５０が攪拌され、研磨材
５０と種子Ｓはランダムに接触して上述と同様に種子Ｓ
の皮が研磨される。実験の結果、研磨のみによる場合に
おいても上記と同等の発芽率が得られることが確認され
た。

【００３８】攪拌部材５２としては、この例のように攪
拌羽根５４によるものに限らず、例えば圧搾空気等の流
体で攪拌流を形成する構造のものなど種々のものを採用
することができる。

【００３９】次に、図１１は種子Ｓの皮にひびを入れる
とともに薄肉にした皮剥きを行う例を示すものである。
この例では、皮剥き装置２には、ケーシング６を支持す
るフレーム６０が備えられており、フレーム６０の上部
には、モータ１４と、このモータ１４に伝達ベルト６２
を介して接続される従動軸６４が一体に設置されてい
る。従動軸６４には、種子Ｓを打撃して皮本体Ｈにひび
を入れる打撃部材６５が接続されており、ケーシング６
はフレーム６０にブラケット６６を介して支持されてい
る。また、ケーシング６内には種子Ｓを研磨する研磨材
５０が投入されている。

【００４０】ケーシング６は、種子投入口６８を有する
ケーシング本体７０と、このケーシング本体７０の略下
半部を構成するネット部材７２と、このネット部材７２
を取り巻く補集部７４とから概略構成されている。ネッ
ト部材７２は前記実施例のものに比べて、側壁部７２ａ
を有する筒状に形成されており、ヌカ状の削り屑を効率
的に補集できるようになっている。補集部７４は、ネッ
ト部材７２の側壁部７２ａの周囲を取り巻く側壁部７４
ａを有する形状に形成されており、ネット部材７２の側
壁部７２ａとの間に空隙７６を有する状態に取り付けら
れている。なお、補集部７４の側壁部７４ａには、ケー
シング６内の皮剥き状況を観察するために、例えば強化
プラスチック等による覗き窓７８を設けることができ
る。なお、符号８０は、ネット部材７２の下面中央部位
に設けられた開閉扉を示す。また、符号８２は補集容器
を示す。

【００４１】打撃部材６５は、前記例のカッター部材１
２を利用できるもので、カッター部材１２に比べて回転
速度を低速とし、或いは稼働時間を短くし、或いはまた
起立刃４２の角度を小さくする等の手段で、種子Ｓの皮
Ｈにひびを入れるのみにとどめることができる。打撃部
材６５の打撃作用によって、図１２に示すように、種子
Ｓの皮ＨにひびＣＲが入る。

【００４２】ひびＣＲから種核Ｎの発芽に必要な水分が
取り込まれるとともに、依然として種核Ｎを包囲する皮
Ｈの存在によって、夏場等の高温環境下における種核Ｎ
の内面的損傷など、人為的且つ強制的皮剥き操作による
種核Ｎへの悪影響が緩和される。また、水分が内部に取
り込まれ易くなることによって、発芽を早めるための要
因である皮Ｈの剥離ないし崩壊が適度に促進される。

【００４３】このように、種子Ｓの皮ＨにひびＣＲを入
れるに止める皮剥きとすることによって、種核Ｎの本来
の自然的発芽に悪影響を及ぼさない状態でその発芽を早
めることができるものである。

【００４４】また、研磨材５０の研磨作用によって、種
子Ｓの皮ＨはひびＣＲが入れられるとともに、図９で示
したのと同様に薄肉化される。これによって、種子Ｓに
対するひび入れが容易となり、種核Ｎの発芽率の向上が
促進される。実験の結果、研磨材５０による研磨条件と
しては、打撃部材６５の回転数が１３００ｒｐｍで、９
０分稼働が最適であり、これによって研磨される量は５
％ないし１０％（重量％）である。研磨量がこれ以上に
なると種核Ｎが傷つき易く、また少ないと発芽率が低下
する。上記条件で研磨された種子Ｓは打撃部材６５によ
るひび入れが容易となる。なお、この例では打撃部材６
５と研磨材５０とを同時に使用する構成としたが、無
論、打撃部材６５のみによる構成としてもよい。

【００４５】また、図１３に示すように、ケーシング６
の下方から削り屑を集塵装置８５で補集するとともに、
吸引手段８６でケーシング６内に混在する種核Ｎ、皮
Ｈ、ひび入り種子Ｓ、研磨材５０を無選別状態で吸引し
て一旦貯蔵装置８８に貯蔵し、順次、質量差を利用して
選別するブロア機能を備えたいわゆる風選装置９０、ふ
るい装置９２に送って製品を得るシステム装置９４とし
て構成することもできる。この場合、貯蔵装置８８は風
選装置９０の処理能力に対応した量を供給できる機能を
有する。風選装置９０では皮Ｈが分離処理され、ふるい
装置９２では、それぞれ外径の異なる種核Ｎ、ひび入り
種子Ｓ、研磨材５０が分離される。

【００４６】

【発明の効果】この発明に係わる皮剥き装置によれば、
種子の皮へ非鋭利状なカッター刃により打撃を与えて皮
を叩き割りすることによって、種核への損傷付与を抑制
しながら効率的に皮剥き処理を行うことができ、その際
に種核のみが底部のネット部材を介して取出しされる。

【００４７】また、この発明に係わる皮剥き装置によれ
ば、カッター部材の皮剥き機能と、研磨材による皮剥き
機能を同時に得ることができ、よって皮剥き効率の向上
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る種子の皮剥き装置の一実施例を
示す概要側面図である。

【図２】要部分解斜視図である。

【図３】カッター部材の要部分解斜視図である。

【図４】カッター部材の刃部の平面図である。

【図５】皮剥き動作を示す概要断面図である。

【図６】打撃による種子の皮剥き状態を示す斜視図であ
る。

【図７】打撃による種子の皮剥き状態を示す斜視図であ
る。

【図８】他の実施例における皮剥き動作を示す概要断面
図である。

【図９】研磨材によって研磨された種子の概要断面図で
ある。

【図１０】他の実施例における皮剥き動作を示す概要断
面図である。

【図１１】他の実施例における使用状態の概要側面図で
ある。

【図１２】皮にひびの入った種子の斜視図である。

【図１３】皮剥き工程と選別処理工程を含めたシステム
構成を示す概要側面図である。

【符号の説明】

Ｓ種子Ｎ種核６ケーシング１２カッター部材５０研磨材５２攪拌部材６５打撃部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−135404（ＪＰ，Ａ) 特開平１−262710（ＪＰ，Ａ) 特開平３−160908（ＪＰ，Ａ) 特開平３−123404（ＪＰ，Ａ) 特開平３−133305（ＪＰ，Ａ) 実公昭42−22750（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01C 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】上部に種子投入口と底部に取出口とを有
し種核が皮で覆われた種子を入れるケーシングと、この
ケーシング内で回転駆動され刃面を非鋭利状として種子
の皮を打撃して叩き割りするカッター刃で構成されるカ
ッター部材と、底部の取出口に設けられ皮付きの種子の
平均外径よりも小さく皮剥された種核の平均外径よりも
大きなメッシュよりなるネット部材とが備えられている
種子の皮剥き装置。
【請求項２】上記ケーシング内に投入され上記カッタ
ー部材の回転で移動して種子の皮を薄肉に研磨する研磨
材を備えた請求項１記載の種子の皮剥き装置。