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第 3段 階 の 55
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で は 26%
w.b.で あ っ た . 回 転 型 乾 燥 機 で の 一 般 的 な 乾 燥 後 品 温 は ， 食 品 で 55 oC， 圧 肩 大 豆 で 70oC (篠原・今坂 1966) で あ る の で ， 細 切 サ ツ マ イ モ の 45"‑' 50 oCは こ れ ら の 事 例と 比 較 し て 同 程 度 の 品 温 と い え る .
図 26の 含 水 率 の 乾 燥 特 性 曲 線 に よ れ ば ， ↑ 亘 率 乾 燥 と 減 率 乾 燥 の 境 界 点 で あ る 限 界 含 水 率 は ， 乾 燥 開 始 後 20 分 に お け る 54
%
w.b.と 判 断 さ れ ， そ の と き の 恒 率 乾 燥 速 度 は 2.25 (kg‑(水)/ (h・ kg‑DM) ) で ， 乾 燥 開 始 後 20 分 以 降 を 減 率 乾 燥 期 間 と す れ ば ， そ の 平 均 減 率 乾 燥 速 度 は 0.80 (kg‑は)/ (h. kg‑DM) ) で あ っ た . ア ン ト シ ア ニ ン 含 有 率 は ， 乾 燥 開 始 直 後 は 比 較 的 高 い 値 を 保 持 し て い た が ， 最 終 的 に は 乾 燥 終 了 時 で 78% で あ っ た . 送 風 温 度 を 変 え ず に 一 定 温 度 で 乾 燥 さ せ た 基 礎 試 験 で の 結 果 が 75"‑' 87
%
(送風量 0.015 m3/s・kg(水)) で あ っ た こ と と 比 べ る と ， 特 に 高 い 含 有 率 で は な か っ た .
静 置 直 交 式 乾 燥 装 置 に 比 べ ， 回 転 通 気 式 は 材 料 を 転 動 さ せ な が ら ド ラ ム 内 を 絶 え ず 移 動 さ せ る た め ， 乾 燥 時 間 の 短 縮 と 均 一 な 乾 燥 が 可 能 に な る . 一 般 に ， 高 水 分 材 料 を 静 置 し て 乾 燥 す る と 形 状 が 湾 曲 す る こ と が 多 い ( 村 田 ら 1993). こ れ に 対 し て ， 本 方 法 に よ る 乾 燥 で は 湾 曲 す る 割 合 は 小 さ か っ た . 見 か け 密 度 は ， 乾 燥 前 には 355kg/m3で あ っ た が ， 乾 燥 後 に は 380kg/m3と 大 き く な っ た .
( 3 ) 実 用 施 設 の 処 理 工 程
実 際 の 乾 燥 加 工 施 設 に お い て サ ツ マ イ モ は 連 続 し た 加 工 工 程 の 中 で 処 理 ・ 乾 燥 さ れ ， 乾 燥 機 に は 回 転 型 通 気 乾 燥 装 置 が 通 常 用 い
られる.
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図 28に 示 す よ う に ， 加 工 処 理 工 程 は 大 き く 三 つ か ら な る . ま ず ， 原 材 料 と な る サ ツ マ イ モ の 洗 浄 を 主 と す る 前 処 理 工 程 ， 次 に 材 料 を 細 か く 切 断 す る 細 切 工 程 ， そ し て 乾 燥 工 程 で あ る . トラッ ク 等 で 畑 か ら 搬 入 さ れ た サ ツ マ イ モ は ， 荷 受 け ヤ ー ド に 貯 留 さ れ た 後 ， 順 次 洗 浄 機 に 導 か れ て 水 洗 さ れ る . 次 に 大 き な サ ツ マ イ モ は 処 理 効 率 を 低 下 さ せ る の で ， 荒 切 り 工 程 で 半 切 り さ れ る . さ ら に 人 力 に よ っ て い も の 傷 部 分 や 汚 れ た 端 部 等 を 切 除 ( ト リ ミ ン グ )
し た 後 ， 一 次 貯 留 さ れ る . い も の 外 皮 は 洗 浄 工 程 で 部 分 的 に 剥 け る こ と が あ る が ， 特 に 皮 剥 き の 処 理 は 行 わ な い . 一 次 貯 留 ホ ッ パ か ら 細 切 工 程 に 運 ば れ た サ ツ マ イ モ は ス ラ イ サ ー で 細 切 断 さ れ て ， 角 千 切 り の 形 状 に な り ， そ の ま ま 乾 燥 機 に 投 入 さ れ る . 乾 燥 機 内 で 乾 燥 さ れ た 材 料 は 排 出 口 か ら ベ ル ト コ ン ベ ア に の り 空 気 で 冷 や さ れ て ， 乾 燥 品 ヤ ー ド に 貯 留 さ れ る . そ の 後 ， 必 要 に 応 じ て 製 粉 処 理 が 行 わ れ る . 図 29に 生 い も か ら 粉 末 に な る ま で の 各 工 程 に お け る 材 料 の 様 態 を 示 し た .
角 千 切 り 状 態 で 乾 燥 さ れ た 製 品 は ， 一 旦 フ レ キ シ ブ ル コ ン テ ナ 等 に 収 納 さ れ る が ， 見 か け 密 度 が 380 kg/m3 あ り ， か さ が あ る た め 大 き な 収 納 場 所 が 必 要 と な る . い も 粉 末 の 見 か け 密 度 は 700 kg/m3 程 度 ま で 大 き く な る . し た が っ て ， 乾 燥 後 引 き 続 き 製 粉 す
る 方 が か さ を 縮 減 で き る の で 有 利 で あ る . 乾 燥 材 料 を ハ ン マ ー ミ ル で 荒 粉 砕 し た 後 ， タ ー ボ ミ ル で 微 粉 砕 す る と ， 平 均 粒 径 50μm
荷 受 洗 浄 荒切り トリミング 貯 留
W出h&peel Roughing cut
細切り 乾燥前段 乾燥後段 冷 却 粉末化工程
ヤ
inecutH
Fonner仇 IF耐図28 サツマイモ乾燥処理施設の加工処理工程図
‑66 ‑
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。 コ 仁
生いも 細切り 乾燥後 粉 末
図29 サツマイモ材料の様態
い る ( 津 久 井 ・ 林I 2000) の で ， 小 麦 粉 の よ う に 袋 で 包 装 し た 流 通 が 可 能 で あ る .
本 研 究 で 得 ら れ た 成 果 は ， 宮 崎 県 都 城 農 協 が 事 業 主 体 と な っ て 設 置 し た 農 産 物 処 理 加 工 施 設 に お け る サ ツ マ イ モ 乾 燥 粉 末 化 施 設 の 設 計 指 針 と し て 実 用 さ れ て い る . 当 該 施 設 の 生 い も 処 理 能 力 は 1日 18t I 約 60 a分 で あ り ， 都 城 地 域 の ア ヤ ム ラ サ キ 栽 培 面 積 約 100haを 処 理 す る こ と が 出 来 る .
‑68 ‑
第W章 油 温 減 圧 乾 操 法 に よ る サ ツ マ イ モ 飼 料 の 開 発
食 品 残 さ 等 を 原 材 料 と し た エ コ フ ィ ー ド の 製 造 方 法 の 一 つ で あ る 油 温 減 圧 乾 燥 法 を 用 い て ， サ ツ マ イ モ で の 適 用 の 可 否 を 見 い だ す た め に 実 験 を 行 っ た . 油 温 減 圧 乾 燥 法 の 動 作 原 理 は 次 の と お り で あ る . 原 料 は 必 要 に 応 じ て 破 砕 等 の 前 処 理 を 行 っ た 後 ， 予 め 熱 媒 体 と し て 食 用 廃 油 を 所 定 量 投 入 し た 圧 力 容 器 内 に 投 入 し ， 減 圧 状 態 下 で 撹 枠 さ れ な が ら 加 熱 さ れ る . 原 料 は 熱 媒 体 の 食 用 廃 油 と 十 分 に 混 合 さ れ て 原 料 中 の 水 分 を 急 激 に 蒸 発 さ せ ， 原 料 か ら の 脱 水 が 行 わ れ る ( 図 30). 天 ぷ ら 状 に な っ た 材 料 の 油 分 を 遠 心 分 離 ま た は 圧 搾 に よ り 脱 油 す る と 乾 燥 物 が 得 ら れ る . 油 を 熱 媒 体 と す る た め ， 水 溶 性 蛋 白 を 溶 出 さ せ る こ と な く ， ま た ， 100 't程度で 乾 燥 さ せ る た め ， 高 品 質 の 乾 燥 物 が 得 ら れ る . 減 圧 下 で 加 熱 投 入 さ れ た 油 は 極 め て 短 時 間 の う ち に ， 材 料 に 均 一 に 熱 を 伝 達 す る の で ， 水 分 を 含 む 材 料 を 短 時 間 で 均 一 に 脱 水 す る こ と が で き る . 熱 源 は 一 般 的 に 蒸 気 で ， 圧 力 容 器 内 の 回 転 フ ィ ン に よ っ て 熱 媒 体 に 伝 え ら れ る ( 図 30). ま た ， 材 料 か ら 発 生 し た 水 分 ， 水 蒸 気 は ， 減 圧 環 境 下 で 容 器 外 に 排 出 さ れ る . 熱 媒 体 の 油 は 回 収 さ れ て 繰 り 返 し 使 用 で き る .
1 . 実 験 方 法
原料投入
水蒸気 聞 砂
シャフト部
破砕サツマイモ+i由
図30 油温減圧乾燥装置機構図 写真は乾燥装置の該当部
‑70 ‑
合 成 調 理 機 (00‑41， 短 冊 切 り プ レ ー ト ， 日 本 調 理 機 ) で 厚 さ 11.8 m m， 幅 17.6m m， 長 さ 約 57m mの 短 冊 切 り に し た も の を ， チ ョ ッ パ ー (52K・5G， 林 鉄 工 所 ) で 厚 さ 5.4m m，幅 7.8mm，長さ約lOmm の ミ ン チ 状 に 破 砕 し て 供 試 し た .
2 ) 実 験 装 置
実 験 に 用 い た 装 置 は ， ト ラ ッ ク 積 載 型 実 験 機 (0.4m3 ライン，
エ コ ス テ ー ジ エ ン ジ ニ ア リ ン グ ， 図 31 ) で ， 主 要 仕 様 は ， 回 分 式 ( 以 下 ， パ ッ チ 式 と 称 す ) 最 大 処 理 量 100kg， 蒸 気 発 生 用 水 使 用 量 毎 分 9L， ボ イ ラ ー 蒸 発 能 力 毎 時 500kg， 所 要 処 理 時 間 60~ 90 分 で あ る . 品 温 ( 油 温 )， ガ ス 温 度 ( 水 蒸 気 温 度 )，真空圧等は，
装 置 に 設 置 さ れ た 計 器 の 数 値 を 読 み 取 っ て 計 測 し た . 実 験 地 は ， 九 州 大 学 伊 都 キ ャ ン パ ス 内 ア グ リ ・ バ イ オ 研 究 施 設 ( 福 岡 市 西 区 ) で行った.
含水率の測定は， 105
t ‑
24 h炉 乾 法 で 行 い ， 含 水 率 は 湿 量 基 準 ( %w.b.) で表した.3 ) 設 定 条 件
生 い も 100kgを2回に分けて， 1パ ッ チ 50kgずつ材料を投入し，
熱 媒 体 と な る 大 豆 白 絞 油 66kgを 開 始 時 油 温 110~ 120
t
の 運 転 条 件 で 行 っ た .4 ) 成 分 分 析 ， 晴 好 性
飼 料 成 分 は 粗 蛋 白 質 ， 粗 脂 肪 ， 粗 繊 維 ， 粗 灰 分 を 宮 崎 県 JA食
図31 トラック積載型油温減圧乾燥装置外観
‑72 ‑
ー ス 種 と 大 ヨ ー ク シ ャ 一 種 の 雑 種 ， 2歳の母豚である.給餌法は，
通 常 の 配 合 飼 料 を 給 餌 し た 後 ， 圧 搾 後 乾 燥 物 を そ の ま ま の 状 態 で 与えた.
2. 結 果 お よ び 考 察
，
) 運 転 経 過運 転 開 始 時 油 温 は 1回目 118t， 2回目 110tで あ っ た . 材 料 を 投 入 す る と 28'" 37 tの 油 温 の 低 下 を き た し ， そ れ ぞ れ 81.0oC， 81.9 t と な っ た ( 表 5). そ の 後 5分 ほ ど で 油 温 は 100tの 定 常 状態で推移し， 120 tに な っ た と こ ろ で 仕 上 げ 段 階 に 入 り 5'" 20 分 継 続 し て 終 了 し た .
ガ ス 温 度 は ， 開 始 時 20t台 で ， 開 始 後 10'" 15分 で 60t台に 上昇し， 30分 で 70t台， 40分 で 80t台 (2回目のみ)になり，
終 了 時 に は 60tであった.真空圧は， ‑82 '" ‑98 kPa Gの 範 囲 ( 表 5) に あ り ， 常 に 小 さ な 変 動 を 繰 り 返 し な が ら も 一 定 の 減 圧 状 況 下 に あ っ た .
圧 力 容 器 か ら 取 り 出 さ れ た 材 料 は ， 天 ぷ ら 状 で 油 分 を 含 む た め ， 一 旦 ， ス テ ン レ ス 網 上 に 受 け 油 分 を 落 下 さ せ る . そ の 後 ， 数 回 に 分 け て 圧 搾 機 に よ っ て 油 分 を 極 力 抜 い て ， フ レ ー ク 状 の 製 品 ( 図 32) が 得 ら れ た .
2 ) 乾 燥 経 過
表 5 油温減圧乾燥の経時値
時 刻 品 温 ガス温度 真空圧
(t) (t) (kPa G)申
12 : 00 81.0 22.0 ‑96 05 101.5 46.3 ‑87 10 101.8 63.7 ‑70 15 97.1 61.4 ‑97 20 96.9 61.4 ‑97 25 97.1 59.1 ‑97 30 105.8 62.8 ‑97 35 122.3 71.0 ‑95 40 122.3 60.0 ‑95 13 : 15 81.9 29.5 ‑92 20 101.4 37.7 ‑97 25 101.9 56.6 ‑94 30 102.2 62.7 ‑90 35 102.5 67.9 ‑97 40 102.0 69.1 ‑98 45 101.2 70.4 ‑98 50 101.1 73.8 ‑98 55 100.0 80.8 ‑98 14 : 00 101.4 82.6 ‑96 05 105.0 84.1 ‑97 10 119.1 88.8 ‑96 15 120.2 79.9 ‑91 20 120.0 73.9 ‑88 30 116.8 67.5 ‑82
*大気圧をゼロとしたゲージ圧
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図32 圧搾後サツマイモのフレーク状乾燥製品
表 6 調製作業の概略
材料含水率 66.5 % w.b. 製品含水率 3.3 % w.b.
材 料 100 kg:乾物重 33.5kg 水分66.5kg 製品 17.lkg :乾物重 16.5kg 水分 0.6kg 作業時間
細切破砕作業 乾燥作業 圧搾作業
[1回目]
30分 40分 25分
‑76 ‑
[2回目]
30分 75分 35分
[合計]
60分 115分 60分
に よ る と 考 え ら れ た . 材 料 含 水 率 66.5
%
w.b.， 製 品 含 水 率 3.3%
w.b.で あ っ た の で ， 時 間 当 た り 乾 減 率 は 1回目 94.8%
w.b.l時， 2 回目 50.6%
w.b.l時とほかの乾燥方法に比べても極めて大きかっ た . 乾 燥 途 中 の サ ン プ リ ン グ が 行 え な い 半 密 閉 構 造 な の で ， 乾 燥 特 性 曲 線 は 得 ら れ な か っ た . 材 料 100kgに 対 し て 得 ら れ た 製 品 は 2 回 分 合 わ せ て 17.1kgで あ っ た の で ， 乾 物 重 で 比 較 す る と 112に減 少 し て い た ( 表 6). こ の 主 た る 原 因 は ， 乾 燥 装 置 内 の 圧 力 容 器 の 構 造 上 ， 乾 燥 後 の 残 留 物 が 底 部 に 留 ま り ， 全 量 が 排 出 で き な か っ た こ と に よ る も の と 考 え ら れ る . 実 験 方 法 を 改 善 す る こ と に よ り ， ほ ぼ 全 量 の 回 収 は 可 能 と 考 え ら れ ， 今 後 の 検 討 課 題 で あ る .作業時聞は， 2回 に 分 け て 実 施 し た こ と も あ っ て 100kgを 処 理 す る の に 合 計 約 4時 間 を 要 し た . こ こ で は 実 作 業 を 想 定 せ ず ， 乾 燥 実 験 に 重 き を 置 い た た め 作 業 人 員 の 多 寡 は 考 慮 し な か っ た が ， 実 際 に は 作 業 人 員 は 2名として算出するのが適当である.生ごみ，
農 畜 産 廃 棄 物 を 原 料 と し て 稼 動 し て い る 大 規 模 プ ラ ン ト と 対 比 で き る 条 件 で は な か っ た が ， 今 後 も 供 試 さ れ る で あ ろ う 種 々 の 原 料 に 対 し て の 基 礎 資 料 デ ー タ と し て の 意 味 が あ っ た . ち な み に 後 述 す る よ う に 種 々 の 農 産 廃 棄 物 等 が 供 試 さ れ て い る が ， そ の な か で 海 藻 で あ る ア オ サ は 30'" 50分 と 比 較 的 短 時 間 で 乾 燥 で き る の に 対 し ， キ ャ ベ ツ ， パ レ イ シ ョ は 130分と 2倍 以 上 の 時 間 を 要 し て い る ( 中 司 2011). こ の 原 因 は ， ア オ サ が 藻 状 で あ る た め ， 適 切
3 ) 晴 好 性 ， 飼 料 成 分
噌 好 性 試 験 に は ， フ レ ー ク 状 の 製 品 を 小 さ く 分 割 し て 給 与 し た . 豚 の 噌 好 性 は 普 通 で あ っ た . 2kgを 与 え た と こ ろ ， は じ め は 好 食
し た が ， 食 べ 残 し が あ っ た . こ れ は ， 通 常 の 配 合 飼 料 を 給 餌 し た 後 の 給 与 で あ っ た こ と も あ る が ， 油 分 の ほ と ん ど な い ス テ ィ ッ ク 状 乾 燥 物 に 比 べ る と 噌 好 性 が 劣 る と 判 断 で き た . 肥 育 豚 で は ， 脂 肪 分 が あ る 餌 は 原 則 的 に 給 与 し な い こ と に な っ て い る . こ の 噌 好 性 試 験 で は 対 象 が 母 豚 な の で 問 題 は な か っ た . 一 方 ， 肥 育 豚 に 対 し て は 給 餌 開 始 初 期 の 短 期 間 の 馴 致 に よ っ て ， 噌 好 性 は 同 等 と な り ， む し ろ 食 い 込 み 量 が 増 加 す る と の 報 告 が あ る .
表 7に 示 す よ う に 乾 燥 製 品 に は 組 脂 肪 が 多 く 含 ま れ る . こ の 点 が 他 の 乾 燥 方 法 と 大 き く 異 な る . 天 日 乾 燥 し た も の は 粗 脂 肪 が 0.4
% で あ る の に 対 し ， 油 温 減 圧 乾 燥 で は 7.0%と 10倍 以 上 の 値 を 示 し た . 通 常 は 乾 燥 製 品 は 粉 砕 さ れ ， 粗 い 粒 状 形 態 と な り ， 飼 料 の 配 合 材 と し て 利 用 さ れ て い る . し た が っ て ， 単 体 で 利 用 す る こ と
は 例 外 的 で あ り ， ほ か の 飼 料 と 混 ぜ て 給 餌 す る 方 法 を 採 用 す る の が 現 実 的 で あ る . そ の 配 合 割 合 等 を 含 め た 給 餌 方 法 に つ い て は ， 今 後 の 研 究 展 開 に 期 待 し た い . さ ら に ， 食 品 残 さ 由 来 の 油 温 減 圧 乾 燥 製 品 は ， 原 料 に 含 ま れ る 多 量 の 油 分 が 乾 燥 工 程 で 抽 出 さ れ ， 乾 燥 製 品 の 油 分 は 原 料 よ り も 少 な く な る こ と が 知 ら れ て い る . よ っ て ， 乾 燥 製 品 の 油 分 が 7.0% で あ っ た こ と は 油 温 減 圧 乾 燥 手 法
と し て は ， 一 般 的 な 数 値 の 範 囲 に あ る と 判 断 で き ， 問 題 な い と い える.
今 ま で に 本 装 置 を 用 い て 油 温 減 圧 乾 燥 法 で 飼 料 に 調 製 加 工 さ れ
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