JP6338173B2 - 穀類の精白または無水で穀類の洗処理が可能な穀類処理装置、および穀類処理装置に使用する攪拌体 - Google Patents
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Description
例えば、主食である米については、農家から直接精米して出荷する場合や、スーパー等の小売で購入した玄米を精米して顧客に提供するサービス、さらには、家庭用の精米機を購入し自宅で精米してすぐに炊飯する、などの多様な形態が存在している。
また、精白後にあっても、穀類の表面は糠等の粉が付着して残存しているため、その粉を水を使用せずに除去できる穀類表面処理装置、例えば、洗米装置がある。
一方、攪拌式は、通常、精米カゴと呼ばれる容器の中に玄米を入れて撹拌、対流させながら、精米カゴの内壁へと衝突させてその表面を削り取る作用を続けて、所望の精白度まで精米するものである。
例えば、家庭用精米機の一例が、本出願人が出願した特開2002−282718号に開示されている。そこで開示されているものは、発明の名称からも明らかなように、精米機の機能以外にも洗米の機能をも有した処理装置である。
よく言われることだが、洗米が十分でないと米に糠片等が付着したままとなったり、また、過度に洗米を行うと砕米や米に亀裂が発生したりする場合がある。米に糠片や肌糠片等が付着したままとなると食味が低下したりする。また、砕米率が高いと炊いたご飯がべとべとして食味が低下し、亀裂が発生すると亀裂に糠片やごみ等が詰るため、亀裂の発生率が高いと食味が低下する。
さらに本出願人は、特開2007−313494号においても、精米と洗米が可能な新たな装置を開示している。
以上で説明したように、攪拌式の精米機は、洗米装置としての機能もあわせもつことができ、小型軽量化を可能とし、業務用以外にも家庭用にも有用である。
特開2002−282718号は、後に詳細に説明するが、精米羽根の形状に特徴を与え、なるべく砕米が生じないように、精米量や洗米量に応じて精米時間(あるいは洗米時間)と精米羽根の回転数を異ならせるようにしている。
さらに特開2007−313494号公報では、精米工程の比較的初期の段階において、より高速な回転数でかつ比較的短い時間で精米羽根を回転させることで、不良米を粉砕して除去し、その後はより低速な回転数で回転させることで、米の温度上昇を抑えつつ、砕米の発生を抑えながら、より短時間で精米を行うことのできる新たな技術を開示している。この特開2007−313494号公報で開示された精米装置も洗米装置としての機能も併せ持っているのは上で述べたとおりである。
加えて広く一般に使用されている攪拌式の精米機では、旧来の単に高速で回転して攪拌するものも少なくなく、精米かご内を精米羽根で飛ばされる音や米の砕米が依然として多いことから、精米機のユーザや店側からは、精米機の弱点として、米の割れが多少なりに生じてしまうとか、精米羽根の回転と同じ速度で精米かごの底の上で米が回転移動させられるために、音が大きい、といったイメージが強く植えつけられてしまっているのが実情である。
一方の圧力式の精米機では、米どおしを擦り合わせながら精米を行なうため比較的静かであり、米の仕上がり具合にむらが少ない一方、時間がかかり米の温度が上昇し易い、というイメージがもたれている。
[1]容器の内部に穀物を収容して攪拌しながら表面を削り取る装置であって、
容器の内部で軸回転可能に軸支されるようにした回転体を有し、
回転体は、収容された穀物を支えて表面を削り取った後の穀物が通り抜けない面からなり、当該面の上を遠心力で穀物が当該回転体の周辺部方向へ移動するようにし、回転体の周辺部領域には、回転体の軸回転移動に伴って移動し穀物に突き当てて攪拌作用を与える攪拌作用部を有する、装置。
[2]攪拌作用部は、回転体の周方向に複数設けられた凹凸又は孔の攪拌作用要素からなる、[1]に記載の装置。
[3]攪拌作用部は、網状に連なって形成された凹凸又は孔の攪拌作用要素からなる、[1]に記載の装置。
[4]回転体の周辺部領域は起立しており、攪拌作用部は当該起立した部分に形成された複数の凹凸又は孔の攪拌作用要素からなる、[1]に記載の装置。
[5]凹凸又は孔は、起立した部分の縁に形成されている、[4]に記載の装置。
[6]凹凸又は孔は、起立した部分の面に形成されている、[4]に記載の装置。
[7]孔は、表面を削り取った後の穀物が通らない程度の大きさの孔からなり、当該孔の縁が穀物の攪拌作用を発生させる、[2]に記載の装置。
[8]凹凸又は孔は、削り取った後の穀物が通らない程度のスリットからなり、当該スリットの縁が穀物の攪拌作用を発生させる、[2]に記載の装置。
[9]起立した部分は面からカーブが形成されて起立している、[4]に記載の装置。
[10]孔は網目、円形、楕円、多角形のいずれからまたはそれらの組み合わせからなる、[2]に記載の装置。
[11]面は、回転軸の軸中心から径方向に円形の羽根状に広っている、[1]に記載の装置。
[12]面の少なくともその一部には、削り取った後の穀物が通り抜けない程度の大きさの網目が形成されている、[1]に記載の装置。
[13]穀物は米である、[1]に記載の装置。
[14]穀物を収容して攪拌しながら表面を削り取る装置の容器の内部に配置され、軸回転可能に軸支されるようにした回転体であって、
回転体は、収容された穀物を支えて表面を削り取った後の穀物が通り抜けない面からなり、当該面の上を遠心力で穀物が当該回転体の周辺部方向へ移動するようにし、回転体の周辺部領域には、回転体の軸回転移動に伴って移動して穀物に突き当てて撹拌作用を与える攪拌作用部を有する、回転体。
[15]攪拌作用部は、回転体の周方向に複数設けられた凹凸又は孔の攪拌作用要素からなる、[14]に記載の回転体。
[16]攪拌作用部は、網状に連なって形成された凹凸又は孔の攪拌作用要素からなる、[14]に記載の回転体。
[17]回転体の周辺部領域は起立しており、攪拌作用部は当該起立した部分に形成された複数の凹凸又は孔からなる、[14]に記載の回転体。
[18]凹凸又は孔は、起立した部分の縁に形成されている、[17]に記載の回転体。
[19]凹凸又は孔は、起立した部分の面に形成されている、[17]に記載の回転体。
[20]孔は、表面を削り取った後の穀物が通らない程度の大きさの孔からなり、当該孔の縁が穀物の攪拌作用を発生させる、[15]に記載の回転体。
[21]凹凸又は孔は、削り取った後の穀物が通らない程度のスリットからなり、当該スリットの縁が穀物の攪拌作用を発生させる、[15]に記載の回転体。
[22]起立した部分は面からカーブが形成されて起立している、[17]に記載の回転体。
[23]孔は網目、円形、楕円、多角形のいずれからまたはそれらの組み合わせからなる、[15]に記載の回転体。
[24]面は、回転軸の軸中心から径方向に円形の羽根状に広っている、[14]に記載の回転体。
[25]面の少なくともその一部には、削り取った後の穀物が通り抜けない程度の大きさの網目が形成されている、[14]に記載の回転体。
[26]穀物は米である、[14]に記載の装置。
以上を開示するものである。
例えば、周辺部領域に攪拌作用部の攪拌作用要素として突起やスリット、あるいは周方向に凹凸や網目状の目を複数設けることで、穀物個々への攪拌作用の力を小さく抑えることができ、穀物が周辺部領域の凹凸やスリット、あるいは円周方向に連なる凹凸などの攪拌作用部に当たっても、従来の片状の羽根体のように強力な殴打から開放されるために、穀砕が軽減される。
本願発明による精米羽根回転体は、精米用と洗米用とで兼用することが可能である。従って、精米羽根といった場合には、必ずしも精米のみに使用するものではなく、精米に、そして/または洗米に利用できる攪拌羽根回転体と理解すべきである。また、後に詳細に説明するが、本願発明による回転体は、その回転軸を中心にして羽根状に周囲に広く延びた面を有する精米羽根回転体であり、その性質上、米に対する攪拌作用が従来とは全く異なるものである。しかしながら、従来の羽根タイプの回転体に代えて利用することも可能であることから、従来の多様な精米機も有効に活用可能である。もちろん、使用する回転体の実施形態によって、必要とする回転数やその運転時間に合わせるよう調整が必要となる場合も当然予想されるが、その調整は一般的に実質上プログラムを変えるだけで可能であるために、ここではまず、従来型の精米羽根を利用した精米機として説明し、後述して、新たな精米羽根型の回転体を説明する。
後述するが、図4で示した精米羽根回転体9に代えて本願で新規に開示する精米羽根回転体を装着して使用することが可能である。
次に、精米機の制御回路及び精米動作の例を説明する。図9は制御回路ボックス8内の制御回路(制御部)80の構成例を示すブロック図である。制御回路80はマイコン81とモータ10を駆動制御するモータ駆動回路88を有する。マイコン81は操作パネル7に接続されると共に、速度センサ86、モータ駆動回路88に接続された入出力(I/O)回路82と、CPU83とメモリ(ROM、RAM)84と、これらを接続するバス85を有する。メモリ84内には精米量に応じた精米度毎の精米羽根の回転速度(PWM比で与えられるモータ駆動により設定される精米羽根の回転速度、±20回転/分程度の精度)と精米時間(精米羽根の回転時間、±2秒程度の精度)が予め設定又はプログラムされている。
本出願人が先に出願しその内容が公開された特開2007−313494号では、これらの2つの異なる回転制御の一例を開示しているので、その内容を以下に引用する。
以下の表1から表5は、精米量ごとに、精米度、米の種類に応じて予め設定された回転速度と、回転動作期間を示している。
以下の表6から表10は、精米量ごとに、精米度、米の種類に応じて予め設定された回転速度と、回転動作期間を示している。
又、分搗きコースは3分搗き、5分搗き、7分搗きのみを設定し、これら各分搗きコースに標準精米、弱めの精米、強めの精米の各コースを追加設定しても良い。このようにすることで、玄米の状態に応じた良質の分搗き米を得られると共に、各分搗きコースの略中間の精米度を持つ米が得られることから、2分搗き、4分搗き、6分搗き、8分搗きとほぼ同程度の分搗き米が得られる。
以上の実施例は、攪拌体として駆動軸から周囲に多数突出した従来型の精米羽根を例として、その構成および利用の仕方を説明した。
次に、本願で新たに開示する羽根状の攪拌体について説明する。
ただし、この攪拌体は、家庭用、民生、業務用に限定されず、各種多様な攪拌用の精穀/洗穀装置に利用可能である。
(新たな形態の精米羽根回転体:製品A)
すでに述べたように、従来の精米羽根回転体に代えて、新規の精米羽根回転体を使用することが可能である。
図14および図15を参照すると、精米羽根回転体9の角軸受部9cは、従来と同様の形状のものを利用することが可能であり、その角軸受部9cを中心にしてボス9bから同心円上に横方向へ円形の羽根状に伸びた面9gを有し、その面9gで精米かご内に投入された米全体を下から支えるようにしている。
軸を中心として円周上へと羽根状に広がった面9gは、周端領域にむかってカーブが形成され、面9gから径方向に周端部を見ると、起立した周辺部領域9hが同心円状に形成されている。
例えば、面9gは、アルミやステンレス等の金属から形成されていてもよく、腐食性と耐久性を考慮し、人体に有害とならないような他の材料の使用や、使用による経年変化によっても人体に有害物質が飛散しないような処理を施している。
多種の実験を行ない、精米時の米の振る舞いを観察した結果、精米は次のようなプロセスで行なわれるものと推察できる。
この例では、面9gは孔の開いていない平らな面であるが、米の周辺領域に導くように、精米された後の米が通り抜けない程度の孔を複数設けても良く、あるいは溝を設けるようにしてもよい。
図16Aは、プレート9gの平らな表面上の周辺部領域9hよりも軸に近い部分に凸部9iを円周方向に8箇所等間隔で設けた精米羽根回転体9である。一方、図16Bは、図14の精米羽根回転体9の凸部9iのある場所(つまり、周辺部領域9hの側面)は同じであるが、凸部9iの高さが図14のものより大分低い精米羽根回転体9である。さらに、図16Cは、図16Bに対して、凸部9iの径方向の位置は変わらないが、その回転方向、つまり円周方向に等間隔に、凸部9iの数を倍の16個に増やした精米羽根回転体9である。
従って、凸部9iの高さを調整することで、理想とする白米を得るようにすればよい。参考値として、希望の白米モードを91±1%を精米率とした時、サンプル4も、それよりもわずかに届かなかったが、図14の精米羽根回転体は、その結果を参照して凸部9iの高さを調整し、凸部等の攪拌作用要素の数も、例えば8個でその効果が得られることが確認されている。もちろん、凸部9iの材質や、その縁の程度、さらには、大きさなども精米率に影響することは、本願の内容を読んだ当業者ならば容易に想像でき、多くのパラメータを考慮し調整して、希望する精米度を得るようにすることは、当業者の通常の創作の範囲内であり、本願発明の範囲に含まれるものと理解すべきである。
次に、その攪拌作用としては上記した例と同様の別な形態の精米羽根回転体を例示する。
図17A〜17Cは別な形態の新たな精米羽根回転体(製品B〜製品D)を開示するものである。
以上のように、周辺部領域が起立した状態であるため、水平方向から上昇への方向転換を促進し、米の上昇速度が速く、より強い摩擦力を生じ、起立した周辺部領域内面の網状部で米を牽引や衝撃力を与えて撹拌力を生じることで、精米が行なわれる。尚、網状部は周辺部領域の先端縁まで設けても良い。
この凹部や凸部の深さや形状は、適宜決めることはできる。しかし、精米かごの面に対する周辺部領域9hの傾きによっては、凹部が大きいと、精米によって本来残るべき米が、精米かごの内面と周辺部領域9hとの間ですり抜けて、精米羽根回転体(製品C)の裏に落ちてしまうために、そのような状態にならないように、周辺部領域9hの傾きと凹部の大きさとを調整する。
図18Aおよび図18Bは、従来の精米羽根回転体(従来製品という)と、図17A、17Bの新たな製品B、製品Cを使用して、同じ条件で精米した時の精米率および砕米率の比較を行なったグラフである。また、図18Cは、胚芽モードで精米した時の胚芽残存率を従来製品と製品Cとで比較を行なったものである。
従来品の砕米率は1合から5合に多くするに従い、1.6%強から0.5%弱に減るのは、砕米のメカニズムで予想したように、1合の少量では、従来型の精米羽根では、軸の中心部分にしたがって精米羽根が露出し、その縁で戻ってきた米をたたきつけてしまうことが一員にあるものと考えられる。一方、本願発明の実施例である製品A〜Dでは、そのような露出部分が押さえられることから、砕米防止に寄与しているものと考えられる。
特に、そのような過度の衝撃は、米の弱いところに顕著にでることが予想される。米の胚芽部分は、力に対して特に弱い部分であることから、胚芽モードで精米した時に胚芽の残存率の調査を行った結果を図18Cに示す。この図からも明らかなように、従来品に比べて、新たな製品Bは、1合胚芽モードで4倍以上の胚芽残存率を示し、3合胚芽モードでも従来品を上回っている。
図19Aには、図14の面9gの平坦部分が網状となっている。図17A(製品B)の精米羽根回転体は網状部分を軸中心近傍にまで拡大しているが、図19Aの精米羽根回転体では、網状部分をそこまで広くとらずに平坦部を残している。面9gの平坦部は同心円状のわずかな段差を与えているが、これでも米は遠心力によりその段差を超えて終端部領域まで移動していくことがわかった。したがって、面9gは、必ずしもその平坦である必要はなく、その回転力と面9gの摩擦力に応じて、多様な形の面や大きさに調整すればよいことは他の実施形態と同様である。網目で構成される凹凸は、周辺領域にまで続いている。周辺部領域では、上記した他の実施の形態と同様、回転軸付近に比べて移動速度がより大きくなっているために、その領域で攪拌作用要素である凹凸等からなる攪拌作用部が設けられると、米に与える撹拌作用が強く働くこととなる。周辺端部は、この例では、菱形の2辺で構成される一端が周辺に沿って交互に突き出て凹凸を形成するようにしているが、必ずしもこれに限定されず、精米かごの内面に沿って円を描くように終端部を処理してもよい。
3 上蓋(蓋体)
5 精米かご
5a 上部円筒部
5b 傾斜筒部
5c 下部円筒部
6 糠ボックス
7 操作パネル
8 制御回路ボックス
9 精米羽根回転体
9a 精米羽根
9f 米粒押圧面
9g 回転体の面
9h 回転体の周辺部領域
9i 攪拌作用要素
10 モータ
11 本体ケース
16 駆動軸
23a 駆動軸
70 運転/停止ボタン
71 精米度調整ダイヤル
72 精米量設定ボタン
73 LEDランプ
80 制御回路
Claims (18)
- 容器の内部に穀物、例えば米、を収容して容器内に水を入れることなく攪拌しながら表面を削り取る装置であって、
前記容器の内部で軸回転可能に軸支されるようにした回転体を有し、
前記容器は、攪拌される穀物の表面を削り取り当該削り取られた物質を排出可能な複数の孔を有する側周部を有し、
前記回転体は、表面を削り取った後の穀物が通り抜けない面であって、径方向に広がって穀物を支える当該面を有し、これによって穀物に加えられた遠心力によって当該穀物が当該面の上を移動するようにし、
前記回転体は、前記面から起立した領域を有してもよく、少なくとも前記面及び前記面から起立した領域のいずれかに、前記回転体の軸回転に伴って周回移動して前記移動した穀物に当接して攪拌作用を与える攪拌作用部を有する、装置。 - 前記攪拌作用部は、凹部、凸部、孔部、又は網目が複数連なる網状部の少なくともいずれかからなる、請求項1に記載の装置。
- 前記起立した領域は前記回転体の周辺部領域で起立している、請求項1又は2に記載の装置。
- 前記凹部、凸部、又は孔部の少なくともいずれかは、前記起立した領域の縁または面に形成されている、請求項2に記載の装置。
- 前記孔部は、前記表面を削り取った後の穀物が通らない程度の大きさの孔、例えばスリットからなり、当該孔部の縁が穀物の攪拌作用を発生させる、請求項2に記載の装置。
- 前記起立した領域は前記面からカーブが形成されて起立している、請求項1に記載の装置。
- 前記孔部の目は網目、円形、楕円、多角形のいずれからまたはそれらの組み合わせからなる、請求項2に記載の装置。
- 前記面は、前記回転軸の軸中心から径方向に円形に広がっている、請求項1に記載の装置。
- 前記面及び前記起立した領域のうちの少なくとも一部が、削り取った後の穀物が通り抜けない程度の大きさの網目が複数連なる網状部から構成されている、請求項1に記載の装置。
- 穀物、例えば米、を収容して容器内に水を入れることなく攪拌しながら表面を削り取る装置の容器の内部に配置され、軸回転可能に軸支されるようにした回転体であって、
前記容器は、攪拌される穀物の表面を削り取り当該削り取られた物質を排出可能な複数の孔を有する側周部を有し、
前記回転体は、表面を削り取った後の穀物が通り抜けない面であって、径方向に広がって穀物を支える当該面を有し、これによって穀物に加えられた遠心力によって当該穀物が当該面の上を移動するようにし、
前記回転体は、前記面から起立した領域を有してもよく、少なくとも前記面及び前記面から起立した領域のいずれかに、前記回転体の軸回転に伴って周回移動して前記移動した穀物に当接して攪拌作用を与える攪拌作用部を有する、回転体。 - 前記攪拌作用部は、複数設けられた凹部、凸部、孔部、又は網目が複数連なる網状部の少なくともいずれかからなる、請求項10に記載の回転体。
- 前記起立した領域は前記回転体の周辺部領域で起立している、請求項10又は請求項11に記載の回転体。
- 前記凹部、凸部、又は孔部の少なくともいずれかは、前記起立した領域の縁または面に形成されている、請求項11に記載の回転体。
- 前記孔部は、前記表面を削り取った後の穀物が通らない程度の大きさの孔、例えばスリット、からなり、当該孔部の縁が穀物の攪拌作用を発生させる、請求項11に記載の回転体。
- 前記起立した領域は前記面からカーブが形成されて起立している、請求項10に記載の回転体。
- 前記孔部の目は網目、円形、楕円、多角形のいずれからまたはそれらの組み合わせからなる、請求項11に記載の回転体。
- 前記面は、前記回転軸の軸中心から径方向に円形に広がっている、請求項10に記載の回転体。
- 前記面及び前記起立した領域のうちの少なくとも一部が、削り取った後の穀物が通り抜けない程度の大きさの網目が複数連なる網状部から構成されている、請求項10に記載の回転体。
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