JP6856580B2

JP6856580B2 - 貯蔵システムおよび貯蔵システムの使用方法

Info

Publication number: JP6856580B2
Application number: JP2018130795A
Authority: JP
Inventors: 太田　徹; 徹太田; 健造市村
Original assignee: Mayekawa Manufacturing Co
Current assignee: Mayekawa Manufacturing Co
Priority date: 2018-07-10
Filing date: 2018-07-10
Publication date: 2021-04-07
Anticipated expiration: 2038-07-10
Also published as: JP2020005589A

Description

本発明は、農産物の貯蔵システムおよび貯蔵システムの使用方法に関する。

従来から、農産物の貯蔵に際して、品質の劣化を防止するために庫内の温度をある程度の低温に保つことが行われている。

これに関連して、例えば、下記の特許文献１には、冷却器と加熱器を用いて、庫内温度を外気の露点よりも常に高めに維持するようにして、結露しない範囲で低温貯蔵が行えるようにした米穀低温貯蔵庫が開示されている。

公開実用新案昭６０−８５１８１号公報

上述した低温貯蔵庫では、単に冷却器と加熱器を動作させて、貯蔵庫内の温度の制御によって、貯蔵される農産物の品質維持を図ることが行われている。このため、従来の低温貯蔵庫は、あくまで農産物を低温貯蔵する目的のみに使用されるものであって、低温貯蔵以外の他の用途には利用することができず、汎用性が低い。

本発明は、上記課題を解決するために発明されたものであり、低温貯蔵以外の用途にも用いることのできる汎用性の高い貯蔵システムおよび貯蔵システムの使用方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する貯蔵システムは、農産物に対して、収穫時に発生した傷口を自然治癒するキュアリング、低温貯蔵、および加温の３通りの運用を行うことが可能な貯蔵庫と、冷却用熱交換器および加温用熱交換器が組み込まれ、前記貯蔵庫内を冷却、加温、または除湿可能なユニット部と、前記冷却用熱交換器に接続され、ＣＯ２冷媒が循環する循環ラインと、内部を循環するアンモニア冷媒によって、ガス状の前記ＣＯ２冷媒を冷却して再液化するアンモニア冷凍サイクルと、前記加温用熱交換器に接続され、前記アンモニア冷凍サイクルの圧縮機の廃熱を利用して加温された温ブラインが循環するヒーティングラインと、前記ユニット部における冷却、加温、または除湿を制御する制御部と、を有する。

また、上記目的を達成する貯蔵システムの使用方法は、上述した貯蔵システムの使用方法であって、前記農産物をキュアリングする際、前記制御部は、前記冷却用熱交換器に前記ＣＯ_２冷媒を流通させるとともに、前記加温用熱交換器に前記温ブラインを流通させることによって、前記貯蔵庫を除湿し、前記農産物を低温貯蔵する際、前記制御部は、前記冷却用熱交換器に前記ＣＯ_２冷媒を流通させるとともに、前記加温用熱交換器における前記温ブラインの流通を停止することによって、前記貯蔵庫を冷却し、前記農産物を加温する際、前記制御部は、前記冷却用熱交換器における前記ＣＯ_２冷媒の流通を停止するとともに、前記加温用熱交換器に前記温ブラインを流通させることによって、前記貯蔵庫を加温する。

このような貯蔵システムおよび貯蔵システムの使用方法によれば、農産物を低温貯蔵する以外に、農産物の収穫時に発生した傷口を自然治癒するキュアリングや、農産物を加温することで発芽処理して、増株することのできるヒートショックを行うことができる。したがって、低温貯蔵以外の用途にも用いることのできる汎用性の高い貯蔵システムを提供することができる。

本実施形態に係る貯蔵システムを示す系統図であって、キュアリングを行う際の運転フローを示す系統図である。冷凍システム、ユニット部、および第１貯蔵庫を示す系統図である。冷凍システムおよび第５貯蔵庫を示す系統図である。低温貯蔵を行う際の運転フローを示す系統図である。加温運転（ヒートショック）を行う際の運転フローを示す系統図である。

＜貯蔵システム１＞
本発明の実施形態を、図１〜図３を参照しつつ説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

図１は、本実施形態に係る貯蔵システム１を示す系統図である。図２は、冷凍システム２０、ユニット部８０、および第１貯蔵庫１１を示す系統図である。図３は、冷凍システム２０および第５貯蔵庫１５を示す系統図である。図３では、理解の容易のため、ヒーティングライン５６は省略する。本実施形態に係る貯蔵システム１において貯蔵される農産物としては、特に限定されないが、例えば馬鈴薯を挙げることができる。

本実施形態に係る貯蔵システム１は、図１〜図３に示すように、農産物を貯蔵する８つの貯蔵庫１０と、冷凍システム２０と、ユニット部８０と、制御部９０と、を有する。

貯蔵庫１０は、図１に示すように、農産物に対して、キュアリング、低温貯蔵、および加温の３通りの運用を行うことが可能な第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４（貯蔵庫に相当）と、低温貯蔵のみの運用を行うことが可能な第５貯蔵庫１５〜第８貯蔵庫１８と、を有する。

第１貯蔵庫１１は、第５貯蔵庫１５の上方に配置され、第２貯蔵庫１２は、第６貯蔵庫１６の上方に配置され、第３貯蔵庫１３は、第７貯蔵庫１７の上方に配置され、第４貯蔵庫１４は、第８貯蔵庫１８の上方に配置される。

第２貯蔵庫１２、第３貯蔵庫１３、および第４貯蔵庫１４は、第１貯蔵庫１１と同様の構成であるため、代表して第１貯蔵庫１１の構成を説明する。

第１貯蔵庫１１の内部は、図２に示すように、差圧壁１１Ａによって区分けされている。ここで差圧壁１１Ａとは、壁の両側の圧力差によって、高圧側から低圧側に向けて、気体が移動する壁を意味する。本実施形態では、差圧壁１１Ａの右側の領域が左側の領域に対して高圧となり、右から左に向けて、気体が移動する。

差圧壁１１Ａの左側の領域には、ユニット部８０が配置されている。また、差圧壁１１Ａの右側の領域には、複数のコンテナＣが配置されており、コンテナＣの内部に、農産物が配置されている。第１貯蔵庫１１の上方には、送風ダクト１１Ｂが配置されている。

このように構成された第１貯蔵庫１１において、ユニット部８０からの冷風または温風は、送風ダクト１１Ｂに取り込まれる。そして、送風ダクト１１Ｂに取り込まれた冷風または温風は、差圧壁１１Ａの右側の領域において第１貯蔵庫１１内に供給されて、差圧壁１１Ａの右側の領域を、冷却、加温、または除湿する。そして、差圧壁１１Ａの右側の領域に送風された冷風または温風は、差圧壁１１Ａを介して、差圧壁１１Ａの左側の領域に戻される。

第６貯蔵庫１６、第７貯蔵庫１７、および第８貯蔵庫１８は、第５貯蔵庫１５と同様の構成であるため、代表して第５貯蔵庫１５の構成を説明する。

第５貯蔵庫１５は、図３に示すように、内部に冷却用熱交換器１５Ａが設けられる。冷却用熱交換器１５Ａは、後述する循環ライン３０と連結されている。また、第５貯蔵庫１５の内部には、送風ダクト１５Ｂおよび複数のコンテナＣが配置されており、コンテナＣの内部に、農産物が配置されている。

このように構成された第５貯蔵庫１５では、冷却用熱交換器１５Ａにおいて熱交換された冷風は、送風ダクト１５Ｂを介して、第５貯蔵庫１５内を冷却する。

次に、図２、図３を参照して、冷凍システム２０の構成について説明する。冷凍システム２０は、図２、図３に示すように、ＣＯ_２冷媒が循環する循環ライン３０と、ＣＯ_２冷媒を貯留するためのＣＯ_２受液器４０と、アンモニア冷媒が循環するアンモニア冷凍サイクル５０と、冷却塔６０と、を有する。

循環ライン３０は、ＣＯ_２冷媒が循環するように構成されている。循環ライン３０は、図２、図３に示すように、ＣＯ_２受液器４０から、ユニット部８０の冷却用熱交換器８１または第５貯蔵庫１５の冷却用熱交換器１５Ａに、液状のＣＯ_２冷媒を送るＣＯ_２送りライン３１と、ユニット部８０の冷却用熱交換器８１または第５貯蔵庫１５の冷却用熱交換器１５Ａから出てくる気液混合のＣＯ_２冷媒をＣＯ_２受液器４０に戻すＣＯ_２戻りライン３２と、ガス化したＣＯ_２冷媒を再液化する再液化ライン３３と、を有する。

ＣＯ_２送りライン３１は、図２、図３に示すように、ＣＯ_２受液器４０の下方に接続されている。また、ＣＯ_２戻りライン３２は、図２、図３に示すように、ＣＯ_２受液器４０の上方に接続されている。

また、ＣＯ_２送りライン３１には第１ポンプＰ１が設けられ、第１ポンプＰ１によってＣＯ_２受液器４０内の液状のＣＯ_２冷媒は、ユニット部８０の冷却用熱交換器８１または第５貯蔵庫１５の冷却用熱交換器１５Ａに流れる。第１ポンプＰ１の駆動は、制御部９０によって行われる。

再液化ライン３３は、ＣＯ_２受液器４０の上方に接続されている。ＣＯ_２受液器４０内のガス状のＣＯ_２冷媒は、再液化ライン３３を通る際に、後述するアンモニア冷凍サイクル５０の熱交換器５１によって再液化される。そして、再液化された液状のＣＯ_２冷媒は、ＣＯ_２受液器４０に戻る。

アンモニア冷凍サイクル５０は、アンモニア冷媒が循環する。アンモニア冷凍サイクル５０は、ガス状のＣＯ_２冷媒を冷却して液化する。アンモニア冷凍サイクル５０は、図２、図３に示すように、蒸発器としての熱交換器５１と、圧縮機である冷凍機５２と、凝縮器５３と、アンモニア受液器５４と、膨張弁５５と、ヒーティングライン５６と、を有する。

熱交換器５１において、ガス状のＣＯ_２冷媒の熱により蒸発したアンモニア冷媒ガスは冷凍機５２によって圧縮され、高温高圧のアンモニア冷媒ガスは凝縮器５３において冷却されて凝縮し、液化したアンモニア冷媒液はアンモニア受液器５４に貯留され、アンモニア受液器５４のアンモニア冷媒液は膨張弁５５に送られて膨張され、低圧のアンモニア冷媒液は熱交換器５１に送られてガス状のＣＯ_２冷媒の冷却に用いられる。なお、凝縮器５３には、冷却塔６０で冷却された温ブラインが第２ポンプＰ２によって循環するようになっている。

ヒーティングライン５６は、ユニット部８０の加温用熱交換器８２と連結されている。ヒーティングライン５６には、冷凍機５２の廃熱を利用して加温された温ブラインが循環するようになっている。この温ブラインは、冷却塔６０から供給される。温ブラインとしては、例えば、凍結点がおよそ−２７℃に調整されたアルコール系ブラインを用いることができる。冷却塔６０から供給される温ブラインは、第２ポンプＰ２によって、ユニット部８０の加温用熱交換器８２に供給される。第２ポンプＰ２の駆動は、制御部９０によって行われる。

ユニット部８０は、図２に示すように、冷却用熱交換器８１および加温用熱交換器８２を有する。ユニット部８０は、第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４を冷却、加温、または除湿することができる。ユニット部８０は、図１、図２に示すように、第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４内に配置されている。ユニット部８０の上方には、ファンＦが配置されており、ファンＦによって、送風ダクト１１Ｂに冷風または温風が供給される。

冷却用熱交換器８１には、図２に示すように、デフロストヒータ７０が備え付けられている。デフロストヒータ７０は、加温用熱交換器８２のバックアップ用に設けられれる。すなわち、第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４における加温が、冷凍機５２の廃熱による温ブラインのみでは不足する場合に、デフロストヒータ７０が用いられる。

制御部９０は、ユニット部８０における冷却、加温、または除湿を制御する。制御部９０は、第１ポンプＰ１および第２ポンプＰ２の駆動を制御する。制御部９０は、例えば、ＣＰＵである。

＜貯蔵システム１の使用方法＞
次に、図１、図４、図５を参照して、本実施形態に係る貯蔵システム１の使用方法について説明する。図１は、キュアリングを行う際の運転フローを示す系統図である。図４は、低温貯蔵を行う際の運転フローを示す系統図である。図５は、加温運転（ヒートショック）を行う際の運転フローを示す系統図である。

キュアリング、低温貯蔵、および加温の運用は、図１、図４、図５に示すように、貯蔵庫１０のうち、第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４において行われる。一方、第５貯蔵庫１５〜第８貯蔵庫１８では、低温貯蔵のみが行われる。第５貯蔵庫１５〜第８貯蔵庫１８には、図１に示すように、冷却用熱交換器１５Ａによって、冷風が供給される。第５貯蔵庫１５〜第８貯蔵庫１８内の温度は例えば２℃である。

本実施形態の使用方法において、キュアリングは９月の初旬からおよそ３週間行われ、その後、およそ６か月低温貯蔵が行われ、その後、加温によるヒートショックがおよそ２週間行われ、その後、およそ１か月間低温貯蔵が行われる。なお、各工程が行われる期間や時期はこれに限定されない。

以下、農産物を、キュアリング、低温貯蔵、および加温（ヒートショック）する場合の運転フローについてそれぞれ説明する。

まず、図１を参照して、農産物をキュアリングする場合の、貯蔵システム１の運転フローについて説明する。

農産物をキュアリングする際、制御部９０は、第１ポンプＰ１を駆動させて、循環ライン３０にＣＯ_２冷媒を循環させる。この結果、ユニット部８０の冷却用熱交換器８１において熱交換が行われ、冷風が供給される。また、制御部９０は、第２ポンプＰ２を駆動させて、ヒーティングライン５６に温ブラインを循環させる。この結果、ユニット部８０の加温用熱交換器８２において熱交換が行われ、温風が供給される。

この結果、冷風によって、ユニット部８０近傍の空気を冷却して、湿気を水滴に変え結露させて排除することで、乾燥した空気を放出して、第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４内の除湿が行われる。これによって、第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４に貯蔵されている農産物はキュアリングされる。キュアリングが行われる際の第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４内の温度は例えば１０℃であって、第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４内の湿度はおよそ６５％ＲＨである。

次に、図４を参照して、低温貯蔵を行う際の運転フローについて説明する。

農産物を低温貯蔵する際、制御部９０は、第１ポンプＰ１を駆動させて、循環ライン３０にＣＯ_２冷媒を循環させる。この結果、ユニット部８０の冷却用熱交換器８１において熱交換が行われ、冷風が供給される。また、制御部９０は、第２ポンプＰ２の駆動を停止させる。

冷却用熱交換器８１から供給される冷風は、ファンＦによって、送風ダクト１１Ｂに送られる。そして、送風ダクト１１Ｂから第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４内に送られ、庫内は冷却される。低温貯蔵が行われる際の第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４内の温度は、例えば２℃である。

次に、図５を参照して、加温運転（ヒートショック）を行う際の運転フローについて説明する。

農産物を加温してヒートショックを行う際、制御部９０は、第１ポンプＰ１を停止させて、循環ライン３０にＣＯ_２冷媒が循環することを停止させる。また、制御部９０は、第２ポンプＰ２を駆動させて、ヒーティングライン５６に温ブラインを循環させる。この結果、ユニット部８０の加温用熱交換器８２において熱交換が行われ、温風が供給される。

加温用熱交換器８２から供給される温風は、ファンＦによって、送風ダクト１１Ｂに送られる。そして、送風ダクト１１Ｂから第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４内に送られ、庫内は加温される。この結果、第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４に貯蔵されている農産物に対してヒートショックが行われる。ヒートショックが行われる際の第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４内の温度は、例えば１５〜２０℃である。

以上説明したように、本実施形態に係る貯蔵システム１は、農産物に対して、キュアリング、低温貯蔵、および加温の３通りの運用を行うことが可能な第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４と、冷却用熱交換器８１および加温用熱交換器８２が組み込まれ、第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４内を冷却、加温、または除湿可能なユニット部８０と、冷却用熱交換器８１に接続され、ＣＯ_２冷媒が循環する循環ライン３０と、内部を循環するアンモニア冷媒によって、ガス状のＣＯ_２冷媒を冷却して再液化するアンモニア冷凍サイクル５０と、加温用熱交換器８２に接続され、アンモニア冷凍サイクル５０の冷凍機５２の廃熱を利用して加温された温ブラインが循環するヒーティングライン５６と、ユニット部８０における冷却、加温、または除湿を制御する制御部９０と、を有する。このように構成された貯蔵システム１によれば、農産物を低温貯蔵する以外に、農産物の収穫時に発生した傷口を自然治癒するキュアリングや、農産物を加温することで発芽処理して、増株することのできるヒートショックを行うことができる。したがって、低温貯蔵以外の用途にも用いることのできる汎用性の高い貯蔵システム１を提供することができる。

また、冷却用熱交換器８１には、デフロストヒータ７０が取り付けられている。このように構成された貯蔵システム１によれば、第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４における加温が、冷凍機５２の廃熱による温ブラインのみでは不足する場合に、デフロストヒータ７０を用いることができる。

また、以上説明したように本実施形態に係る貯蔵システム１の使用方法は、農産物をキュアリングする際、制御部９０は、冷却用熱交換器８１にＣＯ_２冷媒を流通させるとともに、加温用熱交換器８２に温ブラインを流通させることによって、第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４を除湿する。また、農産物を低温貯蔵する際、制御部９０は、冷却用熱交換器８１にＣＯ_２冷媒を流通させるとともに、加温用熱交換器８２における温ブラインの流通を停止することによって、第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４を冷却する。また、農産物を加温する際、制御部９０は、冷却用熱交換器８１におけるＣＯ_２冷媒の流通を停止するとともに、加温用熱交換器８２に温ブラインを流通させることによって、第１貯蔵庫１１〜第４貯蔵庫１４を加温する。この貯蔵システム１の使用方法によれば、農産物を低温貯蔵する以外に、農産物の収穫時に発生した傷口を自然治癒するキュアリングや、農産物を加温することで発芽処理して、増株することのできるヒートショックを行うことができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々改変することができる。

例えば、上述した実施形態では、貯蔵庫１０は８個設けられたが、設けられる貯蔵庫の個数はこれに限定されない。

また、上述した実施形態では、冷却用熱交換器８１にデフロストヒータ７０が取り付けられていたが、冷却用熱交換器８１にデフロストヒータが取り付けられていなくてもよい。

また、上述した実施形態では、８つの貯蔵庫のうち４つの貯蔵庫において、キュアリング、低温貯蔵、および加温の３通りの運用を行うことが可能であった。しかしながら、これに限定されず、８つの貯蔵庫すべてにおいて、キュアリング、低温貯蔵、および加温の３通りの運用を行うことが可能であってもよい。

１貯蔵システム、
１１第１貯蔵庫（貯蔵庫）、
１２第２貯蔵庫（貯蔵庫）、
１３第３貯蔵庫（貯蔵庫）、
１４第４貯蔵庫（貯蔵庫）、
３０循環ライン、
５０アンモニア冷凍サイクル、
５６ヒーティングライン、
７０デフロストヒータ、
８０ユニット部、
８１冷却用熱交換器、
８２加温用熱交換器、
９０制御部。

Claims

農産物に対して、収穫時に発生した傷口を自然治癒するキュアリング、低温貯蔵、および加温の３通りの運用を行うことが可能な貯蔵庫と、
冷却用熱交換器および加温用熱交換器が組み込まれ、前記貯蔵庫内を冷却、加温、または除湿可能なユニット部と、
前記冷却用熱交換器に接続され、ＣＯ２冷媒が循環する循環ラインと、
内部を循環するアンモニア冷媒によって、ガス状の前記ＣＯ２冷媒を冷却して再液化するアンモニア冷凍サイクルと、
前記加温用熱交換器に接続され、前記アンモニア冷凍サイクルの圧縮機の廃熱を利用して加温された温ブラインが循環するヒーティングラインと、
前記ユニット部における冷却、加温、または除湿を制御する制御部と、を有する、貯蔵システム。
前記冷却用熱交換器には、デフロストヒータが取り付けられている、請求項１に記載の貯蔵システム。
請求項１または２に記載の貯蔵システムの使用方法であって、
前記農産物をキュアリングする際、前記制御部は、前記冷却用熱交換器に前記ＣＯ_２冷媒を流通させるとともに、前記加温用熱交換器に前記温ブラインを流通させることによって、前記貯蔵庫を除湿し、
前記農産物を低温貯蔵する際、前記制御部は、前記冷却用熱交換器に前記ＣＯ_２冷媒を流通させるとともに、前記加温用熱交換器における前記温ブラインの流通を停止することによって、前記貯蔵庫を冷却し、
前記農産物を加温する際、前記制御部は、前記冷却用熱交換器における前記ＣＯ_２冷媒の流通を停止するとともに、前記加温用熱交換器に前記温ブラインを流通させることによって、前記貯蔵庫を加温する、貯蔵システムの使用方法。