JP4525950B2 - 青果の冷却方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、青果の冷却方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
青果、すなわち野菜や果物については、予冷と称して出荷する前に予め冷却することが行われているが、従来から行われている予冷方法には、強制通風方式、差圧通風方式、冷水方式、真空式がある。
【0003】
強制通風方式は、段ボールで梱包した青果を倉庫などの予冷庫内に入れ、冷風で直接段ボールごと冷却する方式である。また差圧通風方式は、青果を梱包する段ボールなどの容器の側面に通気孔を形成し、予冷庫内側壁部に差圧ファンを設けると共に、前記容器を差圧ファンの方向に並べ、その上を遮蔽シートで覆い、容器内に冷風を通流させるものである。そして冷水方式は、冷却水を直接青果に散布して冷却する方式である。また真空式は、青果周囲の圧力を5.0mmHg程度まで下げて青果からの水分蒸発を促進してその際の蒸発潜熱で冷却させるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら強制通風方式は、予冷の一般的な温度である0〜10℃にまで冷却するのに12〜24時間程度かかり、しかも冷却ムラや結露が生ずるおそれがある。これに対して差圧通風方式は、容器内の青果に直接冷風を供給するため冷却時間が4〜5時間程度で済み、また冷却ムラや結露の問題は改善されているが、予冷庫内に差圧部や差圧ファンを設ける関係上、予冷庫の収容能力を減じてしまうという問題があり、しかも容器に通気孔を設けたり、遮蔽シートで覆うなどの作業が別途必要となり、積み付けに手間がかかっていた。また両通風方式とも、空気の顕熱で冷却を行っているために冷却時間の短縮には限界があり、また長時間通風すると青果がしおれてしまうなどの問題もあった。そのうえ、倉庫の出し入れの際に多くの作業員を必要とするので、大量の青果を処理する地方では作業員の確保が難しかった。
【0005】
一方冷水方式は、冷却水を青果に直接供給して冷却するため冷却時間は短縮されるが、冷却水による直接の冷却であるから冷却水が多量に必要であり、腐敗菌が繁殖しやすく腐敗率が上昇するという問題がある。そのうえ冷却青果は濡れているので、容器として段ボールを使用できず、別途専用の容器を用意しなければならなかった。
【0006】
真空式は、表面積の大きいレタス、白菜等の葉菜には適当な方法あるが、中味の詰まった大根等の根菜やトマト等の実菜、桃等の過日を冷却するには時間がかかり、利用が困難であった。
【0007】
既述したように、冷却時間の短縮を意図するには空気の顕熱では限界があるので、今日では、例えば特開平8−285423号公報に開示されたような、水の蒸発潜熱を利用して被冷却物を急速に冷却する方法が提案されている。これは、被冷却物の表面にミスト状の水を噴霧し、その後乾燥した冷却空気を被冷却物に送って蒸発を促進させて急速に冷却するものである。
【0008】
しかしながら、前記従来技術は、冷蔵庫内のビールやジュースなど、少量の缶や瓶内の液体を冷却対象としており、そのままでは、青果のように大量に冷却して出荷するものに適用できない。例えば大量の青果に均一にかつすばやくミストを付着させ、その後効率よく乾燥させることは難しい。また大量の青果を冷却するには広い面積を必要とするため、噴霧装置、冷却装置などの設備が大がかりになり、前記従来技術の応用は困難であり、事実上適用することができない。
【0009】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、大量の青果を効率よくかつ急速に冷却する新しい冷却方法を提供して前記従来の問題を解決することをその目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項1によれば、青果を冷却する方法であって、チャンバ内に青果を連続的に搬入する工程と、搬入された青果に対して、噴霧装置から水を噴霧するか又は散水装置から水を散水する工程と前記水が噴霧又は散水された青果に対して低温低湿の空気を供給する工程と、前記低温低湿度の空気を供給された後の青果をチャンバ内から連続的に搬出する工程とを有し、前記低温低湿の空気は、冷凍機からの冷媒と熱交換されて冷却減湿されたものであり、前記噴霧装置又は散水装置に供給する水を蓄える水槽の水は、前記冷凍機の凝縮器の冷却にも使用され、前記青果に対して噴霧又は散水された水は前記水槽に回収され、前記冷却減湿された後の空気と熱交換されて前記噴霧装置又は散水装置に供給されることを特徴とする、青果の冷却方法が提供される。
【0011】
ここでいうチャンバは、例えば倉庫や室のようなものであってもよい。また水を噴霧するとは、水のミストを吹き付けて青果に付着させることである。また低温低湿の空気はとは、冷却される青果の種類によって多少異なるが、一般的に湿球温度0℃〜5℃、相対湿度80%以下の空気が適している。このようにチャンバ内に青果を連続的に搬入して、搬入された青果に対して次々と水を噴霧や散水したり、また水が噴霧や散水された青果に対して低温低湿の空気を供給すると、噴霧された水の粒子は青果の表面やその近傍で蒸発し、その際青果から蒸発潜熱を奪う。それによって青果は急速に冷却される。また青果は、チャンバ内に連続して搬入、搬出されるから、大量の青果を効率よく急速に冷却することができる。
また散水した水は液滴となって青果に付着し、該液滴が青果の表面で蒸発する際の蒸発潜熱によって青果が冷却される。散水するには、例えばシャワーノズルのようなもので水を散水すればよい。散水の場合には、滴となって青果に降り注ぐので、青果の洗浄も同時に実施できる。
【0012】
また本願各請求項において、青果を搬入、搬出する際には、もちろん何らの容易に入れずにそのままむき出しのまま搬入、搬出してもよいが、適宜の容器に収納して搬入、搬出してもよい。その場合の容器としては、従来から使用されている箱の他、例えばメッシュ、パンチングメタルやスリットが形成されたパネル材によって構成された箱体を使用できる。さらにまたむきだしのまま収納、あるいは前記容器に入れてその容器を収納した棚等に載置させて搬入、搬出させてもよい。
【0013】
前記冷凍機が水冷の冷凍機の場合、前記水槽の水は、そのまま当該水冷の冷凍機の冷却水系統における冷却塔からの還管に送られるようにしてもよい。
【0020】
噴霧装置は、例えば高圧スプレー装置、超音波装置が適しているが、これに限らず、水の粒子を生成して青果に噴霧できるものであればよい。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は、参考例にかかる冷却装置1の概要を示しており、チャンバとしての予冷庫2は、内部に断熱材2aを有するパネル材2bで構成されている。予冷庫2の一側には、搬入口3が形成され、他側には搬出口4が形成されている。搬入口3、搬出口4のいずれにも、例えば短冊状の合成樹脂からなるカーテン5が設けられている。
【0027】
搬入口3と搬出口4との間には、搬入出装置としてのベルトコンベア6が渡されており、ベルトコンベア6の搬入側の端部は、集荷エリア(図示せず)まで延出しており、またベルトコンベア6の搬出側端部は、選別エリア(図示せず)まで延出している。したがって、例えば図示のように人参Aを集荷エリアにてベルトコンベア6の上に載置すると、ベルトコンベア6の駆動により、搬入口3から予冷庫2内に搬入され、搬出口4から搬出される。ベルトコンベア6には、人参等青果の落下を許さない範囲で、通過部としての空隙6aが所定間隔で形成されている。
【0028】
予冷庫2におけるベルトコンベア6の下方は、給気チャンバ11を構成し、この給気チャンバ11内には、予冷庫2の搬入口3側の側壁下部に設けられた給気ダクト12から、低温低湿の空気、例えば湿球温度3℃、相対湿度60%の空気が供給されるようになっている。また給気チャンバ11の底面には、ドレン管13が接続されている。
【0029】
予冷庫2におけるベルトコンベア6の上方には、噴霧装置としての高圧スプレー装置21がベルトコンベア6の搬出方向に沿って適宜間隔の下で複数設けられている。この高圧スプレー装置21から、例えば粒径10〜50μm程度のミスト状の水がベルトコンベア6に向けて噴霧されるようになっている。また予冷庫2の搬入口3側の側壁上部には、排気ダクト22が設けられている。
【0030】
冷却装置1は以上のように構成されており、集荷エリア(図示せず)にてベルトコンベア6上に人参Aを載置すると、人参Aはベルトコンベア6によって予冷庫2内に連続的に搬入される。予冷庫2内では、上方から高圧スプレー装置21によって水のミストが人参Aに噴霧され、また給気チャンバ11から空隙6aを通過した低温低湿の空気が人参Aに供給される。したがって、噴霧されたミストは、人参Aの表面やその近傍で蒸発し、その際に人参Aから蒸発潜熱を奪う。その結果、人参Aを急速に冷却することができる。しかも低温空気の顕熱によっても人参Aは冷却されるので、この点からも人参Aの冷却速度は向上している。また人参Aは、ベルトコンベア6によって連続的に搬出可能であるから、大量の人参Aを連続的に冷却することも可能である。またこの場合、搬入前の人参Aの温度によってベルトコンベア6の搬送速度を制御するようにしてもよい。なお蒸発しなかったミストは、予冷庫2の底部に落ちドレン管13から排出される。
【0031】
もちろんベルトコンベア6を常時稼働させず、断続的に運転して人参Aを予冷庫2内に留め置き、その後所定温度にまで冷却した後に再びベルトコンベア6を稼働させて人参Aを搬出するようにしてもよい。さらにまた給気ダクト12に適宜の開閉ダンパを設け、人参Aが所定温度に達するまで高圧スプレー装置21と給気ダクト12からの低温低湿の空気の供給とを交互に実施し、所定温度にまで冷却された後に予冷庫2から搬出するようにしてもよい。
【0032】
図2は、他の参考例の冷却装置31を示し、以下の各実施の形態において前記第1の実施の形態で用いた符号で示される部材等は、同一の部材等を示して重複した説明を省略している。この冷却装置31においては、ベルトコンベア6に代えて、電極を兼ねた例えばパンチングメタルや金属メッシュ等からなる載置台32が予冷庫2内に設けられている。また高圧スプレー装置33のノズル部33aの周縁部には、環状の電極34が形成されている。これら載置台32及び電極34には、電源35から極性の異なった電圧が印加されるようになっている。またこの冷却装置31では、予冷庫2内に対して青果を搬入出するための搬入出口36が設けられ、該搬入出口36には、開閉自在な扉37が設けられている。
【0033】
かかる構成の冷却装置31によれば、電源35から電圧が印加されると、高圧スプレー装置33と載置台32との間に静電界が形成される。例えば図示されたように載置台32にプラスの電圧が印加されると、人参Aはプラスに帯電する。この状態で高圧スプレー装置33のノズル部33aからミスト状の水が人参Aに噴霧されると、電極34によってマイナスに帯電したミストが逆極性の人参Aに付着しやすくなり、また人参Aに対する移動についても、自然落下速度以上の速度で移動するようになる。したがって、ミストの付着率及び移動速度が第1の実施の形態にかかる冷却装置1よりも向上している。その結果、人参Aの冷却速度はさらに向上している。
【0034】
もちろんこの冷却装置31においても、載置台32をベルトコンベア6と同様移動自在に構成すれば、予冷庫2内への人参Aの搬入出、及び連続処理が可能になる。その場合、ベルトコンベア6に使用するベルトに導電性のものを使用して該ベルトに電圧を印加するようにすればよい。
【0035】
その他、例えば図3に示したように、人参Aを導電性を有し、かつ水のミストや空気が通過できるコンテナケース38に収納して、このケース38に直接電圧を印加するようにしたり、あるいはベルトコンベア6に印加して間接的にコンテナケース38に電圧を印加するようにしてもよい。該コンテナケース38は、例えば金属メッシュやパンチングメタル、スリットを有する金属板等で構成することができる。
【0036】
さらにまた図4に示したように、水のミストや空気が通過できる棚39に直接人参を載せたり、あるい人参を収納した前記コンテナケース38をこの棚39に載せて、該棚39を予冷庫2内へ搬入するようにしてもよい。かかる場合、棚39を導電性の材料で構成して、棚39に電圧を印加するようにしてもよい。
【0037】
次に他の参考例について説明する。図5は、他の参考例にかかる冷却装置41の構成の概略を示しており、図5からもわかるようにこの冷却装置41は、冷却装置1における噴霧装置としての高圧スプレー装置21に代えて、超音波加湿器42を設けたものである。
【0038】
このように噴霧装置として超音波加湿器42を使用しても、ベルトコンベア6上の青果である大根Bに対して、ミスト状の水を効率よく付着させることができる。もちろんベルトコンベア6に代えて導電製のローラコンベアを使用したり、ベルト自体に導電性を持った材質を使用すると共に、超音波加湿器42の吹出口周辺近傍に電極を設け、これらローラコンベアや導電性のベルトと、前記電極に逆極性の電圧を印加すれば、超音波加湿器42から供給されるミストをすばやくかつ高い率で大根Bに付着させることができ、冷却速度のより一層の向上を図ることが可能である。
【0039】
次に他の参考例について説明する。図6は、他の参考例にかかる冷却装置51の構成の概略を示しており、この冷却装置51においては、予冷庫52内を仕切り板53、54、及びカーテン5と同様な構成からなる仕切りカーテン55とによって、噴霧室56と乾燥室57とに仕切られている。そしてドレン管13は、噴霧室56の底面に接続され、給気ダクト12は乾燥室57におけるベルトコンベア6の下方に接続され、排気ダクト22は、乾燥室57におけるベルトコンベア6の上方に接続されている。
【0040】
かかる構成の冷却装置51によれば、例えば桃Cを集荷エリア(図示せず)にてベルトコンベア6上に載置すれば、桃Cはベルトコンベア6によって予冷庫52内に連続的に搬入され、噴霧室56において上方から超音波加湿器42から降り注がれるミストが桃Cの表面に付着する。次いでそのまま仕切りカーテン55をくぐって乾燥室57内に搬入されると、今度は下方の給気チャンバ11から供給される低温低湿の空気によって前記ミストは蒸発し、そのときの蒸発潜熱、及び低温空気の顕熱によって桃Cは急速に冷却される。
【0041】
冷却された後の桃Cは、そのまま搬出口4から選別エリア(図示せず)へと搬送される。このように冷却装置51によれば、桃Cを連続的に冷却でき、しかも噴霧室56とは仕切られた乾燥室57で乾燥工程を実施しているので、効率のよい乾燥を実施できる。もちろんかかる冷却装置51においても、噴霧室56に電場を形成するようにしたり、集荷した桃Cの温度に応じて、ベルトコンベア6の搬送速度を調整するようにしてもよい。
【0042】
次に他の参考例について説明する。図7は、他の参考例にかかる冷却装置61の構成の概略を示しており、この冷却装置61は、前記第4の実施の形態で見られた仕切り構成による噴霧室56、乾燥室57に代えて、そのような仕切り構成を付加することなく、噴霧エリアと乾燥エリアを創出させたものである。
【0043】
すなわち、まずベルトコンベア6の搬出方向に沿って、ベルトコンベア6の上方に適宜間隔の下で高圧スプレー装置21を設け、ベルトコンベア6の下面側には、高圧スプレー装置21から噴霧される領域に応対するように、ドレンパン63を設ける。したがって、ベルトコンベア6上には、ミストが噴霧されないエリアが創出する。なお各ドレンパン63には、ドレン回収管64を各々接続し、ドレン管13と接続される。またドレンパン63の形状としては、図示したように、下面側が逆角錐形状とするのが好ましい。
【0044】
かかる構成の冷却装置61によれば、高圧スプレー装置21から噴霧される噴霧エリアと、給気チャンバ11を経て給気ダクト12から供給される低温低湿の空気が空隙6aを介してベルトコンベア6上の桃Cに供給される乾燥エリアとが交互に形成される。したがって、ベルトコンベア6によって予冷庫62内に搬入される桃Cは、噴霧エリアと乾燥エリアとを交互に通過し、ミストの噴霧、低温低湿空気による乾燥処理とが交互に行われる。したがって、効率よく大量の青果を冷却することができる。
【0045】
次に本発明の実施の形態について説明する。図8は、第6の実施の形態にかかる冷却装置71の構成の概略を示しており、予冷庫72内には、高圧スプレー装置73の前段、すなわち搬入口3側に、粒径の大きい水を散布する散水装置74が設けられている。
【0046】
給気チャンバ11に供給される低温低湿の空気は、給気チャンバ11に接続された給気ダクト12から供給される。給気ダクト12は、予冷庫72内における高圧スプレー装置73側の、例えば天井部に接続されている排気ダクト22と接続されて、循環系を構成している。給気ダクト内12内には、熱交換器75が配置され、冷凍機76で冷却された冷媒と回収した空気との間で熱交換を行い、例えば−3℃〜2℃まで冷却減湿するようになっている。
【0047】
前記熱交換器75の下流側には、冷却減湿空気に再熱をし、かつ噴霧水を冷却するための熱交換器77が配置されている。この熱交換器77は、ドレン管13で回収した低温のドレン水、後述する排水に見合う量の水を補給するための市水、及び熱交換器75での冷却減湿の際に凝縮された水を回収するパン78からの各々の水を蓄えている冷水槽79からポンプ80によって送られる冷水と、前記熱交換器75によって冷却された空気との間で熱交換するようになっている。そして熱交換器77を経た空気は、送風機81によって給気ダクト12から予冷庫72内の給気チャンバ11内へと供給される。
【0048】
一方、前記熱交換器77において再熱負荷によって冷却された水は、例えば1℃〜10℃となって、予冷庫72内の高圧スプレー装置73、散水装置74へと供給される。
【0049】
さらにまた冷水槽79内の冷水は、ポンプ82によって送水されて、適宜の噴霧装置82によって冷凍機76の凝縮器76aに噴霧されて、凝縮器76aの冷却に使用されるようになっており、これによって冷凍機76のCOP(冷凍機成績係数)は向上する。なお噴霧された水は、外部と排出される。
【0050】
かかる構成の冷却装置71によれば、予冷庫72内に搬入された青果Dは、まず散水装置74からの散水によって洗浄されると共に一次冷却される。その後この青果Dには、高圧スプレー装置73からの噴霧によってミストが表面に付着し、他方当該ミストは、給気チャンバ11から供給される低温低湿の空気によって直ちに蒸発するので、急速に冷却され、その後ベルトコンベア6によって搬出口4から搬出され、選別エリア(図示せず)へと搬送される。したがって、蒸発冷却の前に散水による一次冷却もなされるので、さらに効率のよい冷却が可能であり、同時に青果Dの洗浄も実施できる利点がある。
【0051】
またこの冷却装置71によれば、散水装置74、高圧スプレー装置73から供給された低温のドレンと、熱交換器75による冷却減湿の際に生じた低温の凝縮水とを回収し、これを熱交換器77によって熱交換器75により冷却された空気と熱交換して再利用しているので、資源、エネルギを有効に利用できる。さらにまたこの回収された水は、冷凍機76の凝縮器76aの冷却用にも供することができるので、エネルギの有効利用と冷凍機76のCOP(冷凍機の成績係数)の向上とを同時に実現できる。
【0052】
なお減湿冷却用の冷凍機が水冷の場合には、冷水槽79の冷水はそのまま冷却水系統の還り管に混合すればよい。図9に示した他の実施の形態にかかる冷却装置91は、前記冷却装置71で使用した空冷の冷凍機76に代えて、水冷の冷凍機92を使用している。この冷凍機92の凝縮器92aの冷却水は、往管93によって冷却塔94へと送られ、冷却された後、還管95を通じて戻されるようになっている。そして冷水槽79内の冷水は、ポンプ82によって前記還管95へと送られて混合される。
【0053】
かかる構成の冷却装置91によれば、回収した低温のドレン水等を水冷の冷凍機92の凝縮器92aの冷却用に有効に再利用することができる。
【0054】
減湿用に冷凍機に代えて乾式減湿装置を使用することも可能である。図10は、その場合の冷却装置101の概要を示しており、予冷庫102内におけるベルトコンベア6の上方には、超音波加湿器42が設けられ、ベルトコンベア6の下方には、給気チャンバ11が形成されている。青果としては、かご103内に収納された苺Eを例にとっている。
【0055】
予冷庫102内におけるベルトコンベア6の上方の雰囲気は、循環系におかれた送風機104によって排気チャンバ22によって排気され、給気ダクト12を通じて給気チャンバ11へと送られるようになっている。
【0056】
給気ダクト12内には、乾式ロータを有する乾式減湿装置105の減湿部105aが位置し、乾式減湿装置105の再生部105bは、給気ダクト12と平行に施工されている再生ダクト106内に位置している。
【0057】
乾式減湿装置105で減湿された空気は、熱交換器107において、井水や冷水チラーで製造された冷水と熱交換され、例えば10〜20℃まで冷却され、4〜10%(RH)程度の空気となって給気チャンバ11へと供給される。
【0058】
一方再生ダクト106内においては、まず取り入れた外気が顕熱交換器108において再生送風機109によって熱交換器110へと送られ、該熱交換器110においてボイラ111の蒸気と熱交換されて昇温された後、乾式減湿装置105の再生部105bへと送られる。ボイラ111と熱交換器110の組合わせに代えて電気ヒータを使用することも可能である。再生後の空気は前記顕熱交換器108へと送られ、外気の予熱に使用される。
【0060】
【発明の効果】
本発明によれば、水の蒸発潜熱によって冷却するので青果を急速に冷却することができ、しかも大量の青果を効率よく冷却することが可能である。したがって、例えば出荷時刻を早め、市場価値を高めることができる。また冷却後の青果の表面は乾燥しているので、腐敗菌の繁殖の心配もない。適度の乾燥状態にすることができるので、青果がしおれることもない。冷却後の出荷前の青果を収納する容器として、安価な段ボールを使用することももちろん可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考例にかかる冷却装置の構成の概略を示す説明図である。
【図2】 参考例にかかる冷却装置の構成の概略を示す説明図である。
【図3】 予冷庫内に青果を搬入する際に用いることができるコンテナケースの斜視図である。
【図4】 予冷庫内に青果を搬入する際に用いることができる棚の斜視図である。
【図5】 参考例にかかる冷却装置の構成の概略を示す説明図である。
【図6】 参考例にかかる冷却装置の構成の概略を示す説明図である。
【図7】 参考例にかかる冷却装置の構成の概略を示す説明図である。
【図8】 実施の形態にかかる冷却装置の構成の概略を示す説明図である。
【図9】 他の実施の形態にかかる冷却装置の構成の概略を示す説明図である。
【図10】 参考例にかかる冷却装置の構成の概略を示す説明図である。
【符号の説明】
1 冷却装置
2 予冷庫
3 搬入口
4 搬出口
5 カーテン
6 ベルトコンベア
6a 空隙
11 給気チャンバ
12 給気ダクト
21 高圧スプレー装置
22 排気ダクト
A 人参
Claims (2)
- 青果を冷却する方法であって、
チャンバ内に青果を連続的に搬入する工程と、
搬入された青果に対して、噴霧装置から水を噴霧するか又は散水装置から水を散水する工程と
前記水が噴霧又は散水された青果に対して低温低湿の空気を供給する工程と、
前記低温低湿度の空気を供給された後の青果をチャンバ内から連続的に搬出する工程とを有し、
前記低温低湿の空気は、冷凍機からの冷媒と熱交換されて冷却減湿されたものであり、前記噴霧装置又は散水装置に供給する水を蓄える水槽の水は、前記冷凍機の凝縮器の冷却にも使用され、
前記青果に対して噴霧又は散水された水は前記水槽に回収され、前記冷却減湿された後の空気と熱交換されて前記噴霧装置又は散水装置に供給されることを特徴とする、青果の冷却方法。 - 前記冷凍機は水冷の冷凍機であり、前記水槽の水は、そのまま当該水冷の冷凍機の冷却水系統における冷却塔からの還管に送られることを特徴とする、請求項1に記載の青果の冷却方法。
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