JP7018233B1 - 海藻の異物除去方法及び異物除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】髪の毛、プラスチック片、木片、木の葉、羽毛などが除去できる海藻の異物除去方法及び異物除去装置を提供する。【解決手段】本発明の海藻の異物除去方法は、海藻を塩水の処理槽に投入し、気泡を供給して攪拌し、気泡に第１の異物を付着させる異物付着段階と、浮上した泡に空気を吹き付けて除去する泡除去段階と、水切りした海藻を海藻受けタンクで受け、ポンプで充填機に送り込む移し替え段階と、充填機から海藻を所定量取り出して、順次コンベアに載せる充填段階と、コンベア上の塊状態の海藻を薄く広げる均し段階と、薄く広げた海藻を撮像して、画像による色彩選別を行ない、第２の異物の有無を検査する色彩選別段階と、第２の異物を検出した海藻の塊を吸引により除去する異物除去段階と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明はモズク、青のりなどの海藻の異物除去方法及び異物除去装置に関し、より詳細には、髪の毛、貝殻、プラスチック片、木片、木の葉、羽毛などが除去できる海藻の異物除去方法及び異物除去装置に関する。

特許文献１の異物除去装置は、水槽内に設けられた仕切板に沿って粗切りした原藻を流し、水槽からあふれさせて傾斜水路に導き、傾斜水路の下側から光を透過させ、撮像した画像から原藻に付着した異物を検出する。異物が検出されると傾斜水路端部のバイパス板を回動させ、搬送先を良品排出箱から異物排出箱とする異物除去装置が示される。貝殻、プラスチック片、木片、木の葉、羽毛などを除去する。髪の毛は、径が０．０６～０．１ｍｍと細いので画像での判別が難しく除去ができていない。

実開平６－２３４９３号公報

本発明の目的は、髪の毛、プラスチック片、木片、貝殻、木の葉、羽毛などが除去できる海藻の異物除去方法及び異物除去装置を提供することにある。

本発明による海藻の異物除去方法は、海藻を塩水の処理槽に投入し、気泡を供給して攪拌し、気泡に第１の異物を付着させる異物付着段階と、浮上した泡に空気を吹き付けて除去する泡除去段階と、水切りした海藻を海藻受けタンクで受け、ポンプで充填機に送り込む移し替え段階と、前記充填機から海藻を所定量取り出して、順次コンベアに載せる充填段階と、前記コンベア上の塊状態の海藻をローラで薄く広げる均し段階と、前記薄く広げた海藻を撮像して、画像による色彩選別を行ない、第２の異物の有無を検査する色彩選別段階と、前記第２の異物を検出した海藻の塊を吸引により除去する異物除去段階と、を備えていることを特徴とする。

前記移し替え段階は、前記処理槽を水切り板からオーバーフローさせ、前記水切り板の湾曲部で塩水の落下方向と海藻の落下方向を異ならせることを特徴とする。

本発明による海藻の異物除去装置は、海藻が投入される塩水の処理槽と、前記処理槽に気泡を供給し撹拌する気泡供給撹拌手段と、ブロアーが備えられ、前記処理槽の表面に浮上した泡に空気を吹き付けて、泡と泡に付着した第１の異物を除去する泡除去手段と、水切りした海藻を一時蓄える海藻受けタンクと、前記海藻受けタンクの海藻を充填機に移すポンプとからなる移し替え手段と、前記海藻受けタンクから送り込まれる海藻を受ける上部タンクと、前記上部タンクから所定量の海藻を取り出し、順次コンベアに載せる定量取り出し部と、を備える充填機と、コンベア上の海藻を薄く広げる均し手段と、前記薄く広げた海藻を撮像し、画像による色彩選別を行ない、混入している第２の異物の有無を検査する色彩選別機と、前記第２の異物を検出した海藻の塊を吸引により除去する異物除去手段と、を備えていることを特徴とする。

前記均し手段は、２本の均しローラと１本の耐圧ローラからなることを特徴とする。

本発明による海藻の異物除去方法及び異物除去装置は、次の効果がある。
（１）塩水の処理槽に投入した海藻に気泡を供給し、塩水を攪拌して異物を泡に付着させ、異物を泡と共に除去するので、髪の毛や羽毛などの軽い異物（第１の異物）を確実に除去できる。
（２）木片、プラスチック片などの第２の異物は、海藻を処理槽から水切りしてコンベアに移し、海藻を撮像し画像解析により検出するので、的確な検出ができる。海藻をコンベア上に薄く広げるので、海藻の重なりがなく確実に異物を検出できる。
（３）海藻を所定量ずつ取り出してコンベアに載せ、異物を検出すると、所定量の海藻の塊を除去するので、異物の取り残しがない。異物が海藻に取れないように付着していても海藻を含めて除去することによる。
（４）石などの重い異物は、処理槽の底部に沈むので、色彩選別機による異物検出の負荷を減らすことができる。

移し替え段階は、処理槽を水切り板からオーバーフローさせ、水切り板の湾曲部で塩水の落下方向と海藻の落下方向を異ならせたので簡単に水切りできる。水切りは、塩水中の小さなゴミを塩水と一緒に除去できるメリットもある。

均し手段は、２本の均しローラと１本の耐圧ローラからなるとしたので、厚みのある塊状態の海藻をコンベア上に薄く広げることができる。薄く広げることで海藻の重なりがなくなり、撮像して異物を検出するのに有利である。

本発明による海藻の異物除去装置の概略図である。 本発明による海藻の異物除去装置の全体構成図である。 第１異物除去装置の正面図である。 第１異物除去装置の平面図である。 第１異物除去装置の左側面図である。 第１異物除去装置の右側面図である。 図５の拡大図である。 図３の水切り板の拡大図である。 第１異物除去装置と第２異物除去装置の繋ぎ部分を示す図である。 第２異物除去装置の正面図である。 充填機の動作説明図である。 第２異物除去装置の平面図である。 本発明の海藻の異物除去方法のフローチャートである。

図面を参照して、本発明による海藻の異物除去方法及び海藻の異物除去装置を詳しく説明する。

図１は、本発明による海藻４の異物除去装置１００の概略図である。異物除去装置１００は、気泡による第１異物除去装置１００ａと、色彩選別による第２異物除去装置１００ｂとからなる。第１異物除去装置１００ａは、髪の毛や羽毛など軽い異物（第１の異物１８ａ）を泡に付着させ泡と共に除去する。第２異物除去装置１００ｂは、色彩選別機３１を備え、ラインセンサで撮像した画像を解析し、色や形を判別して海藻と異物を区別し、木片、プラスチック片などの異物（第２の異物１８ｂ）を検出する。検出した異物は、吸引手段２０で吸引して除去する。

図２は、本発明による海藻の異物除去装置１００の全体構成図である。異物除去装置１００は、気泡による塩水洗浄を行なう第１異物除去装置１００ａと、色彩選別による第２異物除去装置１００ｂとからなる。第１異物除去装置１００ａは海藻が投入される塩水の処理槽１を備える。処理槽１の表面には泡が溜まるので、泡と泡に付着した異物（第１の異物）を吹き飛ばすブロアー５が備えられる。塩水洗浄が終わると海藻は、移し替え手段３０である海藻受けタンク２９に移される。続いてポンプで、第２異物除去装置１００ｂの充填機１３の充填タンク１３ａに移される。

図２に示すように、第２異物除去装置１００ｂには、巡回走行するコンベア１４が備えられる。充填機１３で海藻の所定量が取り出され、順次コンベア１４に投入される。海藻は色彩選別機３１で撮像され、画像解析により異物（第２の異物）が検出されると、吸引ノズル２０ａで吸引され、異物回収箱２０ｂに回収される。異物が検出されなかった海藻は、良品回収箱２１に回収される。

図３は、第１異物除去装置１００ａの正面図である。処理槽１には塩水１２と、投入された海藻４の混合物が貯留されている。処理槽１の内部には気泡噴射ノズル２が設けられる。具体的には、処理槽１の内部の前側上部には１２本の第２気泡噴射ノズル２ａが設けられ、ノズルの先端が後方を向いている。処理槽１の内部の後側下部には１２本の第２気泡噴射ノズル２ｂが設けられ、ノズル先端が前方を向いている。処理槽１の左側上部には４本の第３気泡噴射ノズル２ｃが設けられ、ノズル先端は右方向を向いている。

図３に示すように、処理槽１の底部には排水口８がある。処理槽１の右側端には水切り板６がある。処理槽１の右手前の上部にはブロアー５が設けられる。ブロアー５からエアー噴射パイプ９が左方向に延びて配置され、泡２４を処理槽１の上部前方側から後方側に向けて吹き飛ばす。気泡噴射ノズル２への空気はエアーポンプ３から送られる。気泡２２は、海藻を攪拌する攪拌流を生じさせる。そして、気泡２２は、塩水１２の中を上昇して泡２４となる。

図４は、第１異物除去装置１００ａの平面図である。前側上部の第１気泡噴射ノズル２ａは、ノズルの先端が後方を向いている。第１気泡噴射ノズル２ａへの空気は第１エアーポンプ３ａから送られる。後側下部の第２気泡噴射ノズル２ｂは、ノズルの先端が前方を向いている。第２気泡噴射ノズル２ｂへの空気は第２エアーポンプ３ｂから送られる。処理槽１の上部後方には、泡回収側溝１０が設けられる。泡２４は、エアー噴射パイプ９で吹き飛ばされ、後側の泡回収側溝１０に集められ、右端から排出される。処理槽１への給水は、底部中央の左右方向に延びるパイプから行なわれる。

図５は、第１異物除去装置１００ａの左側面図である。泡２４は、上部のエアー噴射パイプ９のエアーで吹き飛ばされ、後側上部の泡回収側溝１０に集められる。エアー噴射パイプ９のエアーは、矢印のように、やや下向きに泡２４を後方に押し出すように噴射される。エアー噴射パイプ９のノズル穴は、細長い楕円形とした。処理槽１の左側上部には、４本の第３気泡噴射ノズル２ｃが設けられる。第３気泡噴射ノズル２ｃから気泡を噴射すると、右方向に塩水１２の流れを作ることができる。第３気泡噴射ノズル２ｃは海藻を海藻受けタンク２９に移す場合に使用できる。

図６は、第１異物除去装置１００ａの右側面図である。上部には水切り板６が設けられる。前側下部には、第１気泡噴射ノズル２ａと第３気泡噴射ノズル２ｃへ空気を送る第１エアーポンプ３ａが設けられる。後側下部には、第２気泡噴射ノズル２ｂへ空気を送る第２エアーポンプ３ｂが設けられる。

図７は、図５の拡大図である。泡２４は、上部前側のエアー噴射パイプ９のエアーで吹き飛ばされ、後方上部の泡回収側溝１０に集められる。泡２４には、髪の毛などの軽い第１の異物１８ａが付着するので、泡２４と一緒に除去する。泡回収側溝１０の上方には、左右方向に延びるシャワー１１を設けて、消泡を行なっている。処理槽１の内部には、側面視で湾曲したガイド２５を設け、第１気泡噴射ノズル２ａと第２気泡噴射ノズル２ｂから噴射される気泡２２の流れをガイドし、塩水１２と海藻４を矢印のように回動して攪拌できる。なお、給水口７から処理槽１の内部の中央底部に給水できる。

図８は、図３の水切り板６の拡大図である。水切り板６には、湾曲部６ａが設けられる。処理槽１に給水してオーバーフローさせた塩水１２は湾曲部６ａに沿って回り込み、回り込んだ方向に落下する。海藻４は回り込まず真下方向に落下する。これにより海藻４の水切りができる。水切り手段としては、水切り板６によらず、例えば水切り板６の底部をパンチングメタルにすることでもよい。水切りされた海藻４は、海藻受けタンク２９へ投入される。

図９は、第１異物除去装置１００ａと第２異物除去装置１００ｂの繋ぎ部分を示す図である。海藻受けタンク２９へ投入された海藻は、その底部からポンプ２９ａで充填機１３の充填タンク１３ａに移される。充填機１３は、コンベア１４の真上ではなく、後方側のコンベア１４より高い位置に設置される。海藻受けタンク２９とポンプ２９ａは、海藻の移し替え手段３０となる。海藻は、移し替え手段３０により、第１異物除去装置１００ａから第２異物除去装置１００ｂに移される。

図１０は、第２異物除去装置１００ｂの正面図である。海藻受けタンク２９からの海藻は、充填タンク１３ａに蓄積され、定量取り出し部２３で所定量の海藻４が取り出され、コンベア１４に投下される。コンベア１４で搬送される海藻４は、色彩選別機３１の光源１６の光が照射され、反射した光がラインセンサ１７に入り、撮像した画像が解析されて、木片、プラスチック片などの第２の異物１８ｂが検出される。本実施形態では、ラインセンサ１７はＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅｓ）の撮像素子で、フルカラーの撮像ができる。

図１１は、充填機１３の動作説明図である。充填機１３には、所定量の海藻を取り出し、コンベア１４に順次送り出す定量取り出し部２３が設けられる。図１１（ａ）は、ピストン・シリンダ２６のピストンが左方向に動いて、充填タンク１３ａから海藻をシリンダ内に引き込んでいることを示す。この時、弁２７は、充填ノズル２８への出口を塞ぎ、海藻タンク１３ａとピストン・シリンダ２６を連通させている。図１１（ｂ）は、ピストン・シリンダ２６のピストンが右方向に動き、ピストン・シリンダ２６に引き込んだ海藻４が、充填ノズル２８に押し出されることを示す。この時、弁２７は、海藻タンク１３ａの出口を塞ぎ、充填ノズル２８とピストン・シリンダ２６を連通させている。図１１に示すように、均し手段１５は２本の均しローラ１５ａ、１５ａと、下側の１本の耐圧ローラ１５ｂからなる。海藻が均しローラ１５ａ、１５ａで下方向に押されても、コンベア１４が下方向に下がらないよう耐圧ローラ１５ｂで支えている。

図１２は、第２異物除去装置１００ｂの平面図である。充填機１３が投下された所定量の海藻４は、厚みがあり塊状態の海藻４ａなので、均し手段１５の均しローラ１５ａ、１５ａで薄く広げる。これにより海藻４は、厚みのある塊状態の海藻４ａから、薄く広げた状態の海藻４ｂにでき、ラインセンサ１７による第２の異物１８ｂの検出が容易となる。プラスチック片や木片は、海藻４とは色が異なるので色で区別できる。また異物の形状も判定に加えることができる。コンベア１４の後方には、異物除去手段２０としての吸引ノズル２０ａが設けられており、色彩選別機３１で第２の異物１８ｂが検出されると、吸引ノズル２０ａがコンベア１４上の異物を含む薄く広げた状態の海藻４ｂを全体に吸引して、異物回収箱２０ｂに回収する。異物の検出されなかった海藻４は、コンベア１４の端から落下して、良品回収箱２１に回収される。吸引ノズル２０ａは複数のノズル（本実施例では２６個）が密に並んでいる。吸引ノズル２０ｃから異物回収箱２０ｂに接続するホースは図示を省略した。図１０に示すように、異物回収箱２０ｂに吸引された海藻４と異物１８ｂは、異物回収箱２０ｂの底部に落下し、空気は吸引ポンプ２０ｃで外部に排出される。

図１３は、本発明による海藻の異物除去方法のフローチャートである。Ｓ１は、海藻４を塩水の処理槽１に投入し、気泡を供給して攪拌し、気泡２２に第１の異物１８ａを付着させる異物付着段階である。Ｓ２は、処理槽１の表面に浮上した泡２４に空気を吹き付けて除去する泡除去段階である。気泡は塩水の表面に浮き出ても壊れずに泡となる。Ｓ３は、水切りした海藻を海藻受けタンク２９で受け、ポンプ２９ａで充填機１３に送り込む移し替え段階である。Ｓ４は、充填機１３から海藻を所定量取り出して、順次コンベア１４に載せる充填段階である。Ｓ５はコンベア１４上の塊状態の海藻をローラで薄く広げる均し段階である。Ｓ６は、薄く広げた海藻を撮像して、画像による色彩選別を行ない、第２の異物１８ｂの有無を検査する色彩選別段階である。Ｓ７は、第２の異物１８ｂを検出した海藻の塊を除去する異物除去段階である。

Ｓ１の異物付着段階では、気泡２によって処理槽１の塩水と海藻の混合物を攪拌し、髪の毛や鳥に羽毛などの第１の異物１８ａを気泡２に付着させ、泡２４として表層に浮上させる。塩水１２は０～６０℃の温度域に調整する。この温度域は、泡立ちが良好となると共に海藻４の変質が抑制できる。混合物を攪拌するための気泡２２は、処理槽１の塩水１２に向けて空気噴射ノズルから空気を噴射することで生成する。

Ｓ２の泡除去段階では、泡２４は壊れにくく異物を保持して表層に浮くので、泡２４に空気を吹き付けることで除去する。泡２４と一緒に泡２４に付着した第１の異物１８ａも除去される。吹き付ける空気は、空気流の断面が細く圧力の強い空気流ではなく、層状に広がって押し出すような空気流で、これにより処理槽１の表面の泡を除去できる。

Ｓ３段階では、処理槽１に給水し、塩水と海藻をオーバーフローさせ、水切り板６の湾曲部６ａで塩水１２の落下方向と海藻４の落下方向を異ならせることで水切りを行なう。Ｓ３段階は、海藻４を処理槽１から取り出すもので、Ｓ１とＳ２の段階を所定時間の運転した後に行なう。

本実施例では、コンベア１４には１台の充填機１３を配置したが、コンベア１４の幅を広くして、複数台の充填機１３を配置してもよい。

本発明は、海藻に付着した異物を除去できる異物除去方法及び異物除去装置として好適である。

１ 処理槽
２ 気泡噴射ノズル
２ａ 第１気泡噴射ノズル（前側上部）
２ｂ 第２気泡噴射ノズル（後側下部）
２ｃ 第３気泡噴射ノズル（左側上部）
３ エアーポンプ
３ａ 第１エアーポンプ
３ｂ 第２エアーポンプ
４ 海藻
４ａ 海藻（所定量の厚みのある塊状態）
４ｂ 海藻（薄く広げた状態）
５ ブロアー
６ 水切り板
６ａ 湾曲部
７ 給水口
８ 排水口
９ エアー噴射パイプ
１０ 泡回収側溝
１１ シャワー
１２ 塩水
１３ 充填機
１３ａ 充填タンク
１４ コンベア
１５ 均し手段
１５ａ 均しローラ
１５ｂ 耐圧ローラ
１６ 光源
１７ ラインセンサ
１８ 異物
１８ａ 第１の異物（髪の毛など）
１８ｂ 第２異物（木片、プラスチック片など）
２０ 異物除去手段
２０ａ 吸引ノズル
２０ｂ 異物回収箱
２０ｃ 吸引ポンプ
２１ 良品回収箱
２２ 気泡
２３ 定量取り出し部
２４ 泡
２５ ガイド
２６ ピストン・シリンダ
２７ 弁
２８ 充填ノズル
２９ 海藻受けタンク
２９ａ ポンプ
３０ 移し替え手段
３１ 色彩選別機
１００ 異物除去装置
１００ａ 第１異物除去装置
１００ｂ 第２異物除去装置
Ｓ１ 異物付着段階
Ｓ２ 気泡除去段階
Ｓ３ 移し替え段階
Ｓ４ 充填段階
Ｓ５ 均し段階
Ｓ６ 色彩選別段階
Ｓ７ 異物除去段階

Claims (4)

1. 海藻を塩水の処理槽に投入し、気泡を供給して攪拌し、気泡に第１の異物を付着させる異物付着段階と、
   浮上した泡に空気を吹き付けて除去する泡除去段階と、
   水切りした海藻を海藻受けタンクで受け、ポンプで充填機に送り込む移し替え段階と、
   前記充填機から海藻を所定量取り出して、順次コンベアに載せる充填段階と、
   前記コンベア上の塊状態の海藻を薄く広げる均し段階と、
   前記薄く広げた海藻を撮像して、画像による色彩選別を行ない、第２の異物の有無を検査する色彩選別段階と、
   前記第２の異物を検出した海藻の塊を吸引により除去する異物除去段階と、を備えていることを特徴とする海藻の異物除去方法。
2. 前記移し替え段階は、前記処理槽を水切り板からオーバーフローさせ、前記水切り板の湾曲部で塩水の落下方向と海藻の落下方向を異ならせることを特徴とする請求項１に記載の異物除去方法。
3. 海藻が投入される塩水の処理槽と、
   前記処理槽に気泡を供給し撹拌する気泡供給撹拌手段と、
   ブロアーが備えられ、前記処理槽の表面に浮上した泡に空気を吹き付けて、泡と泡に付着した第１の異物を除去する泡除去手段と、
   水切りした海藻を一時蓄える海藻受けタンクと、前記海藻受けタンクの海藻を充填機に移すポンプとからなる移し替え手段と、
   前記海藻受けタンクから送り込まれる海藻を受ける上部タンクと、前記上部タンクから所定量の海藻を取り出し、順次コンベアに載せる定量取り出し部とを備える充填機と、
   コンベア上の海藻を薄く広げる均し手段と、
   前記薄く広げた海藻を撮像し、画像による色彩選別を行ない、混入している第２の異物の有無を検査する色彩選別機と、
   前記第２の異物を検出した海藻の塊を吸引により除去する異物除去手段と、を備えていることを特徴とする海藻の異物除去装置。
4. 前記均し手段は、２本の均しローラと１本の耐圧ローラからなることを特徴とする請求項３に記載の異物除去装置。

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