海産物の温風乾燥における熱・物質伝達
林 伊久*1 鶴田 隆治*2 谷川 洋文*2
A Heat and Mass Transfer in Warm-air Drying of Seafood
Tadahisa Hayashi, Takaharu Tsuruta, Hirofumi Tanigawa
本研究の最終目的は，海産物の効率的な乾燥方法の開発である。そこで本稿では，ホタテ貝柱を用いた温風乾燥 実験を行い，熱・物質伝達機構を調べた。また，乾燥過程における貝柱の筋繊維に関する生物学的な変化も観察し た。実験の結果，乾燥過程においてホタテ貝柱の表面の変質と貝柱内部の温度上昇にともなう浸透圧の増加によっ て筋繊維が膨潤することが分かった。さらに，この筋繊維の収縮と膨潤が貝柱内部の水分流路を閉塞する。これが 内部輸送抵抗であり乾燥速度を低下させている原因であることを明らかにした。
1 はじめに
現在，ホタテ 貝柱や海苔等 の海産物の乾 燥方式と しては，主に温風乾燥が用いられている。バッチ式が 多く，一度に100～300kgを乾燥させるが，乾燥物の品 質改善などのために温風温度を40～60℃程度に抑えて 運転されており，乾燥時間もかなり長い上に，変色や 割れなどによる歩留まりが悪いなど，未だに多くの技 術課題を抱えている。
そこで本研究では，温風乾燥時の海産物の熱・物質 伝達を調べることにより，その乾燥機構を明らかにし，
乾燥速度やエネルギー効率の低下等の原因を究明した。
2 実験と考察
本研究では，海産物としてホタテ貝柱を使用した 温風乾燥実験を行い，乾燥特性を把握するとともに各 乾燥過程におけるホタテ貝柱内部の含水率分布測定お よび細胞組織の観察を行って実験的にその温風乾燥機 構を調べた。また，実験で得られたデータをもとに近 似的解析を行い，温風乾燥機構を検証した。
図1に乾燥前と乾燥2時間後の貝柱断面の細胞写真 を示す。これにより乾燥2時間後の表面近傍の細胞が 収縮して密集しているのが分かる。また，貝柱中央横 断面から浸透圧により筋繊維が膨潤している様子が分 かる。したがって筋繊維の収縮と膨潤により貝柱内の 水分流路が閉塞されて内部輸送抵抗が形成されると考 えられる。この内部輸送抵抗が乾燥速度の低下の原因 であると考えられる。また，この内部輸送抵抗の発生 は，乾燥実験および熱伝導数値解析でも確認している。
3 まとめ
温風乾燥では，乾燥過程での細胞変成により生じ る内部輸送抵抗によって乾燥速度が急速に低下するこ とを明らかにした。
4 掲載論文
林伊久，鶴田隆治，谷川洋文：日本機械学会論文集(B 編)，72巻(715号)，p.163-169(2006)
(1-a-1)乾燥前 (1-a-2)乾燥2時間後 (1-a) 中央縦断面(貝柱表面近傍)
(1-b-1)乾燥前 (1-b-2)乾燥2時間後 (1-b)中央横断面
図 1 貝柱の顕微鏡写真 (×400) 100μm 100μm
100μm 100μm
*1 機械電子研究所
*2 九州工業大学工学部
