JP3880853B2 - 農作物皮剥ぎ装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばネギやゴボウ、胡瓜、茄子、人参、長芋等の農作物外面を包んでいる不必要又は食用に供し得ない表皮(下葉)を分離(剥離)する作業に用いられる農作物皮剥ぎ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、上述例のネギの表皮を分離する装置としては、例えばコンベアにより搬送されるネギを一対の支持部材により持ち上げた後、中空の筒体をネギの根部先端と対向する方向に水平移動して、ネギの略全長を筒体内部に対して挿入する。筒体を後退移動させながら、筒体内部に設けた複数のノズルから吐出されるエアーをネギの茎部外周面に吹付けて、不要な表皮を分離する装置(特許第3127396号公報)がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の装置は、エアーにより分離された表皮及び表皮に付着する異物(例えば粘液、ゴミ等)が筒体内部に吸い込まれて残着するため、筒体内部の流動面積が徐々に小さくなり、エアーの流動抵抗が大きくなるため、表皮を分離するのに必要とする流速及び流量のエアーか安定して得られず、一部の表皮が残ってしまうことがあるという問題点を有している。
【0004】
また、他の従来例として、例えばノズルから吐出されるエアーを、略垂直姿勢に保持されたネギの茎部外周面に吹付けて不要な表皮を分離する装置(特開平10−57032号公報)があるが、ノズルから吐出されるエアーの圧力により、ネギの茎部側が前後及び左右に揺動しやすく、茎部外周面に対するエアーの吹付け間隔、吹付け角度、吹付け量が変動するため、不要な表皮を機械的に分離することが難しいという問題点を有している。
【0005】
この発明は上記問題に鑑み、皮剥ぎ部材の保持孔内周面に設けた流体吐出部から吐出する流体で農作物の表皮を剥ぎ取り、該皮剥ぎ部材により剥ぎ取られた表皮強制的に分離することにより、不必要又は食用に供し得ない農作物の表皮を確実且つスムースに分離することができる農作物皮剥ぎ装置の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は、定姿勢に保持された長尺の農作物外面に対して流体を吹付け、該農作物の表皮を流体の吐出力により分離する農作物皮剥ぎ装置であって、上記農作物が長さ方向に挿入される保持孔を皮剥ぎ部材に設け、上記農作物の表皮が剥ぎ取られる方向に対して流体を吐出する流体吐出部を、上記保持孔に挿入された農作物外面と対向して該保持孔内周面に設け、上記農作物と皮剥ぎ部材とを、該流体吐出部から吐出される流体が農作物外面に沿って吹付けられる方向に相対移動する移動手段を設けた農作物皮剥ぎ装置であることを特徴とする。
【0007】
上述の農作物は、例えばネギやゴボウ、アスパラガス、胡瓜、茄子、人参、長芋等の長尺農作物で構成することができる。また、流体は、例えばエアーやガス等の気体、水道水や蒸留水、溶剤等の液体で構成することができる。また、流体吐出部は、例えば気体や液体等の流体供給源に接続された吐出ノズルや噴射装置等で構成することができる。また、移動手段は、例えば皮剥ぎユニットの本体部やユニット部、可動枠、チェーン、スプロケット、ガイドレール、モータ或いはソレノイド、エアーシリンダ等で構成することができる。
【0008】
つまり、長尺の農作物を皮剥ぎ部材の保持孔に挿入した後、農作物と皮剥ぎ部材とを移動手段により長さ方向に相対移動させながら、保持孔内周面に設けた流体吐出部から吐出される流体を農作物外面に吹付けて、その流体の吐出力により不要な表皮を保持孔よりも前方に剥ぎ取る。且つ、流体の吐出力によって剥ぎ取られた表皮を皮剥ぎ部材の相対移動により強制的に分離する。
【0009】
実施の形態として、上記流体吐出部を、上記保持孔に挿入される農作物を中心として円周方向に対して所定間隔に隔てて複数設けることができる。また、上記皮剥ぎ部材を、上記農作物の表皮が外側に向けて剥ぎ取りガイドされる形状(例えば略円錐形状、略流線型状、略楕円形状等)に形成することができる。
【0010】
【作用及び効果】
この発明によれば、皮剥ぎ部材の保持孔に挿入された農作物の不要な表皮を、該保持孔内周面に設けた流体吐出部から吐出される流体の吐出力により剥ぎ取ると共に、その流体の吐出力によって剥ぎ取られた表皮を皮剥ぎ部材の相対移動により強制的に分離するので、不必要又は食用に供し得ない、所望する枚数及び厚さの表皮を確実且つスムースに分離することができる。且つ、農作物の表皮を流体により剥ぎ取る動作と、その剥ぎ取られた表皮を強制的に分離する動作とを、一つの皮剥ぎ部材により略同時に行うので、装置全体の構造及び構成が簡単となり、安価に製作することができる。
【0011】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は、農作物の一例であるネギの表皮を分離する作業に用いられる農作物皮剥ぎ装置の実施形態を示し、図1に於いて、この農作物皮剥ぎ装置1は、荷受又は収穫されたネギA(例えば白ネギ)を、搬送コンベア2の載置台2a…に載置して、搬送路上に設定した供給区間aと、切揃え区間bと、分離区間cと、回収区間dとに搬送する。
【0012】
上述の搬送コンベア2は、ネギAが載置される平面から見て略矩形の載置台2a(例えばバケット、トレイ等)を、搬送路両側部に張架した周回チェーン2b全長に対して所定間隔に隔てて取り付け、その周回チェーン2bを、減速機付きモータ(図示省略)の駆動力により搬送方向に回転して、載置台2aを、搬送方向に対して連続的又は間欠的に周回移動する。また、載置台2aを、複数一組として取り付けてもよい。
【0013】
且つ、ネギAの茎部Abが定位置に保持される凹状の受け部2cを、載置台2aの中央部載置面に設け、後述する下側保持体4aが上下方向に対して出没許容される開口部2dを、ネギAの葉部Acと対向して載置台2aの右側部載置面に開口している。また、載置台2aの大きさや形状、架設間隔を変更してもよい。
【0014】
前述の切揃え区間bに配設した切揃え装置6は、搬送コンベア2により搬送されるネギAの根部Aa側を光学的撮像手段(例えば撮像カメラ)で撮像し、その画像情報に基づいて、根部Aaの切断位置を判定装置7で個々に判定する。搬送路左側部に配設した根部切断装置8は、判定装置7の判定に基づいて、ネギAの根部Aa側を所定寸法に切揃え、搬送路右側部に配設した葉部切断装置9は、ネギAの葉部Ac側を所定寸法に切揃える。また、上述の切揃え装置6を、例えば特願平11−178235号、特願平11−332693号等の装置で構成することもできる。
【0015】
前述の分離区間c下部に配設した支持装置3は、分離区間b内に搬入される複数本のネギAと略対向する間隔に隔てて搬送路右側部に配設した葉部保持ユニット4と、搬送路左側部に配設した根部保持ユニット5とを、後述する表皮分離装置10による分離動作と略同期して所定のピッチ分だけ搬送方向に対して往復移動又は周回移動する。
【0016】
上述の葉部保持ユニット4は、一対の保持体4aを支持台4cに対して水平回動自在に取り付け、保持体4aと支持台4cとの間に張架したコイルスプリング4dの復元力により、保持体4aを搬送方向と略直行する姿勢に復帰する方向に回動付勢している。また、保持体4aを、例えば上下方向に対して首振り回動自在に設けてもよい。
【0017】
且つ、支持台4cを、搬送路の右側上部及び左側下部に張架した周回チェーン4b全長に対して所定間隔に隔てて取り付け、周回チェーン4bを、減速機付きモータ(図示省略)の駆動力により搬送方向に略同期回転して、一対の保持体4aを搬送方向に対して往復移動又は周回移動する。
【0018】
一方、下側支持台4cに直結した支軸4eを、周回チェーン4bに取り付けた支持台4fにより上下動自在に軸受し、その支軸4e下端を、搬送路右側下部に架設したガイドレール4gに係合して、下側保持体4aを、始端側に回帰したとき上昇して、ネギAの葉部Acを保持する。始端側から終端側に移動するとき保持状態を維持し、終端側に移動したとき降下して、ネギAの保持を解除する。なお、上側支持台4cは、支持台4fに対して一体的に固定している。
【0019】
且つ、例えばスポンジゴムやウレタンゴム等のクッション部材を保持体4aの保持面に装着し、その保持面を、ネギAが葉部Ac側から根部Aa側に向けて低くなる姿勢に保持される形状及び角度に傾斜している。また、ネギAの茎部Abが定位置に保持される凹状の受け部(図示省略)を、下側保持体4aの保持面側に設けてもよい。
【0020】
前述の根部保持ユニット5は、図3にも示すように、略Y字状の支持体5aを搬送路左側下部に張架した周回チェーン5b全長に対して所定間隔に隔てて取り付け、周回チェーン5bを、減速機付きモータ(図示省略)の駆動力で搬送方向に略同期回転して、支持体5aを搬送方向に対して往復移動又は周回移動する。
【0021】
且つ、支持体5aに直結した支軸5cを、搬送路左側下部に架設したガイドレール5dに係合して、支持体5aを、始端側に回帰したとき上昇して、ネギAの根部Aa側が後述する皮剥ぎ部材36に対して挿入される高さに支持する。その皮剥ぎ部材36に対する挿入が完了するまで上昇状態を維持し、挿入が完了したとき降下して、ネギAの支持を解除する
前述の分離区間c上部に配設した表皮分離装置10は、図2、図4、図5にも示すように、皮剥ぎユニット35を、分離区間b内に搬入される複数本のネギAと略対向する間隔に隔てて可動枠31下面に複数(実施例では3台)取り付け、本体部35aを、可動枠31下面に架設したガイドレール32に対して搬送方向と直交する方向に移動自在に取り付け、可動枠31を、搬送路上部に架設したガイドレール33に対して搬送方向と平行する方向に移動自在に取り付けている。また、皮剥ぎユニット35の台数を、例えば3台又は3台以上に変更してもよい。
【0022】
且つ、搬送路左側部に張架した牽引チェーン34aを可動枠31に連結すると共に、その牽引チェーン34aを、減速機付きモータ(図示省略)の駆動力により正逆回転して、複数一組の皮剥ぎユニット35を、表皮Aeの剥ぎ取りを開始する始端側上方と、その剥ぎ取りが終了する終端側上方とに往復移動する。
【0023】
且つ、可動枠31下面に張架した牽引チェーン34bを本体部35aに連結し、その牽引チェーン34bを、減速機付きモータ(図示省略)の駆動力により正逆回転して、皮剥ぎユニット35を、一対の保持体4aにより保持されたネギAの剥ぎ取りを開始する開始位置(例えば葉部Acに近い軟白部分)と、その剥ぎ取りが終了する終了位置(ネギAの根部Aaから抜き取られる位置)とに往復移動する。また、モータの代わりに、例えばエアーシリンダやソレノイド、カム機構、クランク機構等で皮剥ぎユニット35を往復移動することもできる。
【0024】
前述の皮剥ぎユニット35は、一対の保持体4aにより保持されたネギAの茎部Abが挿入される側面から見て略円錐筒状の皮剥ぎ部材36を、ユニット部35b下端に固定した支持枠38に取り付けると共に、皮剥ぎ部材36の前端側をネギAの根部Aa側に向けた状態に固定している。また、皮剥ぎ部材36を、例えば略流線型状、略楕円形状、略三角形状等の所望する形状に形成してもよい。
【0025】
上述の皮剥ぎ部材36は、図6、図7にも示すように、ヘッド本体36aの外周面を前端側から後端側に向けて徐々に大径となるテーパ形状又は曲面形状に形成し、ネギAの根部Aa及び茎部Abが挿入許容される正面から見て略丸形状の保持孔36bを前端側中心部から後端側中心部に貫通して形成し、保持孔36bの後端側内周面を前端側から後端側に向けて徐々に大径となるテーパ形状又は曲面形状に形成して、ネギAの根部Aa及び茎部Abを保持孔36bに対して挿入ガイドすると共に、後述する吐出ノズル36cから吐出されるエアーGが略均等に吹付けられる状態に矯正する。
【0026】
なお、皮剥ぎ部材36は、例えばプラスチック等の接触抵抗の小さい部材で形成している。また、例えば保持孔36b内周面等のネギAが接触する部分を接触抵抗の小さい部材で形成又は被覆してもよい。加えて、保持孔36bの孔形状を、例えば略楕円形状や略多角形状、略菱形状等の所望する形状に形成してもよい。
【0027】
且つ、吐出ノズル36cを保持孔36bの前端側内周面に形成すると共に、その吐出ノズル36cを、保持孔36bの孔中心を中心として円周方向に対して所定間隔に隔てて複数形成している。また、皮剥ぎ部材36を、例えば金属や木、セラミックス等の部材で形成してもよい。
【0028】
上述の吐出ノズル36cは、例えば送気用ブロワーやコンプレッサー等のエアー供給源(図示省略)に接続され、ネギAの茎部Ab外周面に対してエアーGが斜め方向(根部Aa側に向けて表皮Aeが剥ぎ取られる方向)に吐出される角度に設定している。また、吐出ノズル36cの取り付け数や吐出角度を変更又は可変自在に設けたり、吐出ノズル36cを保持孔36bの外側に設けてもよい。つまり、エアーGを茎部Ab外面と表皮Ae裏面(又は表皮Ae裏面)との剥離部分に向けて吐出すると共に、エアーGの吐出圧を吐出圧制御手段(図示省略)により制御し、皮剥ぎ開始時及び皮剥ぎ終了時に高圧とし、皮剥ぎ開始地点から皮剥ぎ終了地点に至る間、吐出圧を中圧又は低圧にする等して、所定枚数又は所定厚さの表皮Aeを分離するのに適した吐出圧に可変制御する。
【0029】
なお、実施例では、エアーG(大気)によりネギAの表皮Aeを分離するが、例えば不活性ガスやブタンガス等の気体を用いてもよい。また、気体の代わりに、例えば水道水や水溶液、溶剤等の液体を用いることもできる。
【0030】
且つ、ユニット部35bを、支持台35c下面に対して水平回動自在に取り付け、ユニット部35bと支持台35cとの間に張架したコイルスプリング35dの復元力により、ユニット部35bを元の状態(搬送方向と略直交する方向)に復帰する方向に回動付勢して、皮剥ぎユニット35を茎部Abの曲がり具合(変形具合)に略追従して左右方向に水平首振り回動する。一方、本体部35aに取り付けた昇降シリンダ43は、皮剥ぎ部材36を、一対の保持体4aにより保持されたネギAの根部Aa及び茎部Abが挿入される降下位置と、そのネギAの搬送が許容される上昇位置とに上下移動する。
【0031】
また、図8に示すように、吐出ノズル36cを、下側に偏心した保持孔36bの前端側内周面に複数設け、保持孔36bの下側内周面に対してネギAの茎部Abが押付けられる方向にエアーGを吐出してセンターリングしてもよい。
【0032】
前述の分離区間cから回収区間dの搬送路下部に配設した表皮除去装置46は、図9にも示すように、ネギAの根部Aa側に垂れ下っている表皮Aeを引っ張り分離するのに必要な接触抵抗を有する分離ロール47を、ネギAの根部Aa下方に垂下される表皮Aeと対向して搬送路両側下部に軸架し、一対の分離ロール47を、減速機付きモータ(図示省略)の駆動力によりネギAの表皮Aeが略垂直方向に対して引っ張り分離される方向に略同期回転(内回り)する。
【0033】
図示実施例は上記の如く構成するものにして、以下、農作物皮剥ぎ装置1によるネギAの皮剥ぎ動作を説明する。
【0034】
先ず、図1に示すように、荷受又は収穫されたネギA…を、供給区間a側部に待機する作業者の手で保持して、根部Aa側が搬送方向に対して左向きとなるように揃えて搬送コンベア2の載置台2aに載置し、切揃え区間bの切揃え装置6に対して1本ずつ供給する。また、ネギAを載置する他の方法として、例えばロボットアームや引起し機構等の機械的供給手段により供給することもできる。
【0035】
次に、切揃え区間bに搬送されるネギAの根部Aa及び葉部Acを切揃え装置6により所定寸法に切揃えた後、分離区間cの表皮分離装置10に供給する。また、ネギAの根部Aaのみを所定寸法に切揃えたり、表皮Aeを分離してから切揃えることもできる。
【0036】
次に、複数本(実施例では3本)のネギAが分離区間cに搬送されたとき、ネギAの葉部Ac側を、支持装置3を構成する葉部支持ユニット4の一対の保持体4aで保持し、ネギAの根部Aa側を、根部支持ユニット5の支持体5aで支持して所定高さに持ち上げる。
【0037】
次に、表皮分離装置10を駆動して、図2、図4に示すように、搬送路左側部に待機する皮剥ぎユニット35の皮剥ぎ部材36を、所定高さに持ち上げられたネギAの茎部Abと対向する方向に水平移動させ、図6に示すように、ネギAの茎部Abを皮剥ぎ部材36の保持孔36bに挿入して略水平に保持する。同時に、根部支持ユニット5の支持体5aを降下して、ネギAの茎部Abを保持孔36bの下側内周面に押付け、根部Aa側を垂れ下げた状態にセンターリングする。
【0038】
続いて、皮剥ぎ部材36を、ネギAの茎部Abと葉部Acとの境界部分(例えば白根部)と略対向する位置まで移動した後、吐出ノズル36cから吐出されるエアーGをネギAの茎部Ab周面に吹付けて、ネギAの表皮Aeを保持孔36bの前端側周縁部よりも前方に引き剥す。図5、図7に示すように、ネギAの茎部Abを、吐出ノズル36cから吐出されるエアーGが略均等に吹付けられる状態に矯正しながら、エアーGをネギAの茎部Ab周面に対して長さ方向に連続して吹付け、不要な表皮Aeを分離する。
【0039】
同時に、皮剥ぎユニット35を、搬送コンベア2の搬送速度と略同期して葉部支持ユニット4及び根部支持ユニット5により移動されるネギAと対向して搬送方向に所定ピッチ分だけ移動させる。且つ、皮剥ぎ部材36を、エアーGにより剥ぎ取られる表皮Aeを後追いするようにしてネギAの茎部Ab外周面に沿って長さ方向に移動させ、その皮剥ぎ部材36自体を剥ぎ取られた表皮Aeに当接して、表皮Aeの枚数や厚みに関係なく、皮剥ぎ部材36により根部Aa側に向けて強制的に分離又は除去する。その剥ぎ取られた表皮Aeは、搬送路下部に配設した表皮投入部(図示省略)に投入して、定期的に回収又は廃棄する。
【0040】
なお、ネギAの表皮Aeが根部Aa下端に垂れ下っている場合、図9に示すように、表皮除去装置46を構成する一対の分離ロール47により垂直方向に引っ張って分離除去する。また、例えば一対のチャックやアーム等の挟持手段により挟持して強制的に引張り分離したり、また、例えば吸気用ブロワーや真空ポンプ等の負圧発生源に接続された吸引手段により吸引分離してもよい。或いは、表皮Aeを排出コンベア(図示省略)に放出して、例えば残渣集積部や残渣処理部等に供給することもできる。
【0041】
次に、皮剥ぎユニット35を搬送路左側部に移動して、皮剥ぎ部材36をネギAの根部Aaから抜取り、ネギAの根部Aa側を落下させて載置台2aに載置する。同時に、葉部支持ユニット4による保持を解除して、表皮分離済みのネギAを搬送コンベア2の載置台2aに載置して回収区間dに搬送し、次工程(例えば仕分け工程や出荷工程、保管工程等)に供給する。また、人為的作業(作業者の手)や機械的作業(例えばロボットアーム)により回収作業及び供給作業を行ってもよい。
【0042】
以上のように、皮剥ぎ部材36の保持孔36bに挿入されたネギAの茎部Ab外周面に、吐出ノズル36c…から吐出されるエアーGを略均等に吹付けて不要な表皮Aeを剥ぎ取ると共に、その皮剥ぎ部材36自体を剥ぎ取られた表皮Aeに当接して強制的に分離するので、不必要又は食用に供し得ない、所望する枚数及び厚さの表皮Aeを確実且つスムースに分離することができる。且つ、ネギAの表皮Aeをエアーにより剥ぎ取る動作と、その剥ぎ取られた表皮Aeを強制的に分離する動作とを、一つの皮剥ぎ部材36により略同時に行うので、装置全体の構造及び構成が簡単となり、安価に製作することができる。
【0043】
図10は、ネギAの茎部Abを、左右開閉自在に設けた皮剥ぎ部材36により保持する皮剥ぎユニット35の他の実施形態を示し、左右分割したヘッド部36d,36dの上端側を回動自在に枢支すると共に、その上端側に直結したギャ36eを互いに噛合して、一対のヘッド部36dを、例えばソレノイドやエアーシリンダ、モータ或いはカム機構等の駆動手段により図中実線で示す閉状態に回動して、所定高さに持ち上げられたネギAの茎部Abを略水平に保持するので、上述の実施形態と略同等の作用及び効果を奏することができる。且つ、一対のヘッド部36dを図中仮想線で示す開状態に回動して、保持を解除する。
【0044】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の農作物は、実施例のネギAやゴボウ、アスパラガス、胡瓜、茄子、人参、長芋等に対応し、
以下同様に、
流体は、エアーG(大気)やガス等の気体、水道水や蒸留水、溶剤等の液体に対応し、
流体吐出部は、皮剥ぎ部材36の吐出ノズル36cや吐出ホース、吐出孔を有する部材等に対応し、
移動手段は、可動枠31、ガイドレール32,33、牽引チェーン34a,34b、皮剥ぎユニット35の本体部35a、ユニット部35b或いはエアーシリンダ、ソレノイド、モータ等に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【0045】
本発明の表皮分離装置10の構成は、例えば略垂直に保持されたネギAの表皮Aeを分離する作業及び装置にも適用することができる。
【0046】
また、作業者の手で保持したネギAを、皮剥ぎユニット35を構成する皮剥ぎ部材36の保持孔36bに挿入した後、そのネギAを、手作業により長さ方向に移動しながら、吐出ノズル36c…から吐出されるエアーGにより表皮Aeを分離することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 農作物皮剥ぎ装置の全体構成を示す平面図。
【図2】 表皮分離装置による皮剥ぎ動作を示す側面図。
【図3】 搬送コンベアと皮剥ぎユニットとの配置状態を示す側面図。
【図4】 皮剥ぎ部材に対するネギの挿入動作を示す側面図。
【図5】 皮剥ぎ部材による皮剥ぎ動作を示す平面図。
【図6】 皮剥ぎ部材による皮剥ぎ動作を示す斜視図。
【図7】 皮剥ぎ部材による皮剥ぎ動作を示すネギの要部拡大平面図。
【図8】 皮剥ぎ部材の偏心保持孔に対するネギ挿入状態を示す正面図。
【図9】 表皮除去装置による除去動作を示す正面図。
【図10】 皮剥ぎユニットの他の実施形態を示す正面図。
【符号の説明】
A…ネギ
Ab…茎部
Ae…表皮
G…エアー
1…農作物皮剥ぎ装置
2…搬送コンベア
2a…載置台
10…表皮分離装置
35…皮剥ぎユニット
36…皮剥ぎ部材
36b…保持孔
36c…吐出ノズル
36d…ヘッド部

Claims (3)

  1. 定姿勢に保持された長尺の農作物外面に対して流体を吹付け、該農作物の表皮を流体の吐出力により分離する農作物皮剥ぎ装置であって、
    上記農作物が長さ方向に挿入される保持孔を皮剥ぎ部材に設け、
    上記農作物の表皮が剥ぎ取られる方向に対して流体を吐出する流体吐出部を、上記保持孔に挿入される農作物外面と対向して該保持孔内周面に設け、
    上記農作物と皮剥ぎ部材とを、該流体吐出部から吐出される流体が農作物外面に沿って吹付けられる方向に相対移動する移動手段を設けた
    農作物皮剥ぎ装置。
  2. 上記流体吐出部を、上記保持孔に挿入される農作物を中心として円周方向に対して所定間隔に隔てて複数設けた
    請求項1記載の農作物皮剥ぎ装置。
  3. 上記皮剥ぎ部材を、上記農作物の表皮が外側に向けて剥ぎ取りガイドされる形状に形成した
    請求項記載の農作物皮剥ぎ装置。
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