(57)【要約】【課題】穀物の風味を維持したまま長期間貯蔵することが可能な、穀物貯蔵装置を提供する。【解決手段】窒素ガスに、５体積％程度の酸素ガスと、５体積％程度以上１０体積％程度以下の炭酸ガスとを混合した特定ガスにつき、温度を１４℃程度以上１５℃程度以下とし、関係湿度を９０％以上１００％以下とした状態で、穀物を長期間貯蔵する構成とした。そのため、穀物の貯蔵室１０から排気ガスを導入してその貯蔵室１０に前記特定ガスを供給する特定ガス制御ユニット２０を設けるとともに、その特定ガス制御ユニット２０には、酸素ガスの除去手段、炭酸ガスの供給手段、窒素ガスの供給手段、およびエチレンガスの除去手段、ならびに前記特定ガスの冷却器を設けた。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素ガスに、５体積％程度の酸素ガスと、５体積％程度以上１０体積％程度以下の炭酸ガスとを混合した特定ガス雰囲気において、穀物を長期間貯蔵することを特徴とする穀物貯蔵方法。
【請求項２】
請求項１に記載の穀物貯蔵方法において、
前記特定ガスの温度が、２０℃以下であることを特徴とする穀物貯蔵方法。
【請求項３】
請求項１に記載の穀物貯蔵方法において、
前記特定ガスの温度が、１４℃程度以上１５℃程度以下に制御されていることを特徴とする穀物貯蔵方法。
【請求項４】
請求項１に記載の穀物貯蔵方法において、
前記特定ガスの関係湿度が、９０％以上１００％以下であることを特徴とする穀物貯蔵方法。
【請求項５】
請求項１に記載の穀物貯蔵方法において、
前記特定ガスには、天然防腐剤が添加されていることを特徴とする穀物貯蔵方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の穀物貯蔵方法を実施する前に、
空気の５０体積％程度を炭酸ガスにより置換した特定ガス雰囲気で、穀物を２週間程度放置することにより、穀物に付随する害虫の駆除を行うことを特徴とする穀物貯蔵方法。
【請求項７】
穀物の貯蔵室内を所定温度および所定湿度の特定ガス雰囲気に保持するため、前記貯蔵室からの排気ガスを導入して前期貯蔵室に前記特定ガスを供給する特定ガス制御ユニットを有し、
その特定ガス制御ユニットには、酸素ガスの除去手段、炭酸ガスの供給手段、窒素ガスの供給手段、およびエチレンガスの除去手段、ならびに前記特定ガスの冷却器を設けたことを特徴とする穀物貯蔵装置。
【請求項８】
請求項７に記載の穀物貯蔵装置において、
前記貯蔵室は、多孔質材料からなる内壁を有し、
前記貯蔵室内に水分を補給するため、前記多孔質材料からなる内壁に水分および天然防腐剤を供給する調湿ユニットを設けたことを特徴とする穀物貯蔵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は穀物貯蔵方法およびその装置にかかり、特に長期間穀物を貯蔵する方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
小麦や米、大豆などの穀物を貯蔵する場合は、害虫による侵食を防止しつつ、穀物の風味を維持したまま貯蔵する必要がある。そこで、特開昭４９−１１６２４６号公報には、炭酸ガスや窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気において、圧力や温度、湿度などを自動調整しつつ、穀類等を貯蔵する発明が開示されている。これによれば、炭酸ガス等の不活性ガス１００％の雰囲気で穀類を貯蔵すれば、その生活作用が抑制され、穀類を冬眠状態で長期間保存できるとされている。そこで同発明では、不活性ガス分圧を維持するため、サイロ内の圧力を自動的に調節する調節弁を設けている。また、サイロ内の不活性ガス循環機に水分温度自動調節装置を付属させて、不活性ガスを適当な温度および適当な水蒸気分圧に自動調節している。
【０００３】
一方、害虫の駆除には、臭化ブロム等の薬剤が一般に利用されている。また、炭酸ガス１００％の雰囲気下で穀物を貯蔵することによっても、害虫を駆除することができる。特に、高圧の炭酸ガスを一時的に導入した後に減圧して貯蔵すれば、害虫を膨張させて破壊することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
最近の研究によれば、不活性ガス１００％の雰囲気で穀物を貯蔵する場合には、穀物は１〜２ヶ月程度の短期間しか冬眠状態を維持できないことがわかっている。これを越えて、半年〜数年程度の長期間穀物を貯蔵すると、穀物は生活作用を失って死に至り、カビの発生を許容することとなる。その結果、穀物の風味の維持ができなくなるという問題がある。
【０００５】
また、特開昭４９−１１６２４６号公報では、不活性ガスの適当な温度および適当な水蒸気分圧が具体的に記載されていない。ところが、温度および湿度によっては、穀物を長期間貯蔵できないことは明らかである。さらに温度について言えば、−３〜０℃として穀物を部分凍結した状態で貯蔵するのが理想的であるが、冷却設備の運転に多大なコストが必要になるという問題がある。また湿度について言えば、穀物類の平衡含水率は穀物の種類を問わず１２％程度であるから、かかる含水率を維持することが可能な湿度で穀物を貯蔵するのが理想的であるが、上述したように特開昭４９−１１６２４６号公報ではその具体的な湿度が明らかにされていない。
【０００６】
一方、害虫の駆除に使用する臭化ブロムは毒性が強く、その使用が制限される傾向にある。また、炭酸ガス１００％の雰囲気下に穀物を貯蔵して害虫を駆除する方法は、上述したように穀物の生活作用を奪って死に至らしめることになるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記問題点に着目し、害虫による侵食を防止しつつ、穀物の風味を維持したまま長期間貯蔵することが可能な、穀物貯蔵方法およびその装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る穀物貯蔵方法は、窒素ガスに、５体積％程度の酸素ガスと、５体積％程度以上１０体積％程度以下の炭酸ガスとを混合した特定ガス雰囲気において、穀物を長期間貯蔵する構成とした。これにより、穀物を死滅させることなく冬眠状態のまま長期間貯蔵することができる。
【０００９】
また、前記特定ガスの温度は２０℃以下である構成とした。これにより、穀物の腐敗を防止することができる。なお、前記特定ガスの温度は１４℃程度以上１５℃程度以下に制御されているのが好ましい。この場合、穀物の腐敗を防止できるとともに、一般の空調設備を使用することができる。
【００１０】
また、前記特定ガスの関係湿度が９０％以上１００％以下である構成とした。これにより、穀物類の平衡含水率を通常の１２％程度に維持することができる。また、前記特定ガスには天然防腐剤が添加されている構成とした。これにより、穀物の腐敗を防止することができる。
【００１１】
また、上述した穀物貯蔵方法を実施する前に、空気の５０体積％程度を炭酸ガスにより置換した特定ガス雰囲気に、穀物を２週間程度放置することにより、穀物に付随する害虫の駆除を行う構成とした。炭酸ガス５０体積％の雰囲気により、穀物に付随する害虫は死滅する。一方、期間が２週間と短いことから、穀物が生活作用を失って死滅することはない。したがって、穀物の風味を維持しつつ、害虫を駆除することができる。以上により、穀物の風味を維持したまま長期間貯蔵することができる。
【００１２】
一方、本発明にかかる穀物貯蔵装置は、穀物の貯蔵室内を所定温度および所定湿度の特定ガス雰囲気に保持するため、前記貯蔵室から排気ガスを導入して前期貯蔵室に前記特定ガスを供給する特定ガス制御ユニットを有し、その特定ガス制御ユニットには、酸素ガスの除去手段、炭酸ガスの供給手段、窒素ガスの供給手段、およびエチレンガスの除去手段、ならびに前記特定ガスの冷却器を設けた構成とした。これにより、害虫による侵食を防止しつつ、穀物の風味を維持したまま長期間貯蔵することができる。
【００１３】
また、前記貯蔵室は多孔質材料からなる内壁を有し、前記貯蔵室内に水分を補給するため、前記多孔質材料からなる内壁に水分および天然防腐剤を供給する調湿ユニットを設けた構成とした。これにより、穀物の腐敗を防止して、穀物の風味を維持したまま長期間貯蔵することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る穀物貯蔵方法および装置の好ましい実施の形態を、添付図面にしたがって詳細に説明する。なお以下に記載するのは本発明の実施形態の一態様にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１に、本実施形態に係る穀物貯蔵装置の側面断面図を示す。本実施形態に係る穀物貯蔵装置１は、主に、穀物の貯蔵室１０と、穀物の貯蔵室１０内を所定温度および所定湿度の特定ガス雰囲気に維持する特定ガス制御ユニット２０と、前記貯蔵室１０内に水分を補給する調湿ユニット４０とによって構成される。
【００１５】
図１に示す穀物貯蔵装置１は、いわゆる穀物貯蔵サイロであり、特に大豆やとうもろこしなどの非流動性穀物を貯蔵するためのサイロである。穀物貯蔵装置１として、円柱形状の穀物の貯蔵室１０を設ける。そして、貯蔵室１０の上面中央部に穀物の搬入口１１を設けるとともに、底面中央部に穀物の排出口１２を設ける。また、貯蔵室１０の内壁面には断熱材料１５を配置する。特に、穀物５が堆積する貯蔵室の下半部の内壁面には、断熱材料とともに多孔質の木材１６を配置する。
【００１６】
また、貯蔵室１０の内部に搬入用スクリュ１３を設ける。搬入用スクリュ１３は、貯蔵室１０の中央部に搬入される穀物を、スクリュの回転により貯蔵室１０の半径方向に運搬して堆積させる。なお搬入用スクリュ１３は、その全体が貯蔵室１０の中心軸の周りを回転して、貯蔵室全体に対して均等に穀物５を堆積させる。これにより、貯蔵室１０の容積を有効に活用することができる。一方、貯蔵室１０の底部には、穀物の排出用スクリュ１４を設ける。排出用スクリュ１４は、貯蔵室１０の周縁部に堆積した穀物を、スクリュの回転により中央部に集めて排出口１２から排出させる。なお排出用スクリュ１４は、その全体が貯蔵室１０の中心軸の周りを回転して、貯蔵室全体から均等に穀物を排出させる。これにより、非流動性の穀物を円滑に貯蔵室１０から排出させることができる。
【００１７】
なお、図２に示す穀物貯蔵装置１０１は、小麦などの流動性穀物を貯蔵するためのサイロである。流動性穀物の場合には、貯蔵室１１０の底部をホッパ状に形成し、その下端部に排出口１１２を形成すれば、穀物１０５を貯蔵室１１０から排出することができる。したがって、搬入用および排出用のスクリュは不要である。
【００１８】
一方、図１に示す穀物貯蔵装置では、穀物の貯蔵室１０内を所定温度および所定湿度の特定ガス雰囲気に維持するため特定ガス制御ユニット２０を設ける。そして、高温となった特定ガスを貯蔵室１０から排気するため貯蔵室１０の上部に複数の排気口２１を設けるとともに、排気された特定ガスを特定ガス制御ユニット２０に導入するため排気配管を設ける。さらに、特定ガス制御ユニット２０により調整された所定温度および所定湿度の特定ガスを貯蔵室１０に供給するため給気配管を設けるとともに、貯蔵室の底部に複数の給気口２２を設ける。
【００１９】
上述した特定ガスは、酸素ガスが５体積％程度、炭酸ガスが５〜１０体積％、および窒素ガスが残りを占めるガスとする。そこで、図３に示すように、特定ガス制御ユニット２０には、上述した各種ガスの定性分析および定量分析を行うガス分析手段２４を設ける。なお貯蔵室１０内では、穀物の生活作用および貯蔵雰囲気作用により、炭酸ガスが減少し、酸素ガスが増加し、またエチレンガスが新たに発生する。そこで、特定ガス制御ユニット２０には、酸素ガスの除去手段２５、炭酸ガスの供給手段２６、窒素ガスの供給手段２７、およびエチレンガスの除去手段２８を設ける。
【００２０】
また、上述した所定温度は、少なくとも２０℃以下であり、好ましくは１４℃以上１５℃以下とする。また、上述した所定湿度は、関係湿度が９０％以上１００％以下の状態とする。なお、関係湿度Ｈｐは以下の式で表される。
【数１】
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ただし、Ｈは測定温度における絶対湿度であり、Ｈｓは測定温度における飽和絶対湿度であって、いずれも単位は（ｋｇ水）／（ｋｇ乾燥空気）である。
【００２１】
そこで、特定ガス制御ユニット２０には、特定ガス冷却器３０を設ける。特定ガス冷却器３０は、内部に冷媒３１が流れ外表面にフィン３３が形成されたチューブ３２と、チューブ３２の外側に形成した特定ガス流路３４とで構成する。特定ガス流路３４を特定ガスが流れると、冷媒３１との間で熱交換が行われ、特定ガスが冷却される。また、特定ガスに含まれる水蒸気は水となってフィン３３の表面に付着し、特定ガスが除湿される。このようにして、特定ガス冷却器３０は、特定ガスを１４℃まで冷却するとともに、特定ガスを関係湿度９０％まで除湿する。
【００２２】
一方、貯蔵室１０内に水分を補給するため、水分供給手段を備えた調湿ユニット４０を設ける。また、調湿ユニット４０から貯蔵室１０に対して給水配管を設ける。そして、貯蔵室下半部の内壁を構成する多孔質木材に、調湿ユニット４０から供給された水分を吸収させるため、貯蔵室の下半部に給水口を設ける。また、調湿ユニット４０には天然防腐剤供給手段を設けて、貯蔵室に対し水分とともに天然防腐剤を供給できるようにする。なお、天然防腐剤が穀物に付着しても、人体に悪影響を与えることはない。
なお、図２に示す穀物貯蔵装置においても、上記と同様に、特定ガス制御ユニット１２０および調湿ユニット１４０を設けて、貯蔵室１１０と接続する。
【００２３】
上記のように構成した本実施形態に係る穀物貯蔵装置の使用方法について、図１に示す非流動性穀物の貯蔵装置を例にして説明する。なお、図２に示す流動性穀物の貯蔵装置も、同様の方法で使用することができる。
まず、貯蔵室１０の上面中央部に形成した搬入口１１から穀物を搬入する。なお、非流動性穀物は、貯蔵室１０の底面中央部のみにうずたかく堆積して、貯蔵室の容積効率を悪化させるおそれがある。そこで、搬入用スクリュ１３を運転して貯蔵室１０の中央部から周縁部に穀物を搬送し、貯蔵室１０の全体に穀物を堆積させる。なお穀物の排出時には、排出用スクリュ１４を運転して貯蔵室１０の周縁部から中央部に穀物を搬送し、排出口１２から穀物を排出する。以上により、貯蔵室１０の容積効率を向上させることができる。
【００２４】
搬入した穀物を長期間保存する前に、穀物に付随する害虫の駆除を行う。害虫の駆除は、貯蔵室１０内の空気の５０体積％程度を炭酸ガスにより置換した特定ガス雰囲気で、穀物を２週間程度放置することにより行う。具体的には、まず図３に示す特定ガス制御ユニット２０の特定ガス分析手段２４により、貯蔵室からの排気ガスにおける炭酸ガス濃度を測定する。そして、炭酸ガス濃度が５０体積％以下の場合は、炭酸ガス供給手段２６に対して炭酸ガス供給指令を出力する。これを受けて、炭酸ガス供給手段は、貯蔵室からの排気ガスに炭酸ガスを混合して、再び貯蔵室に給気する。以上により、貯蔵室内の空気の５０体積％が炭酸ガスにより置換される。ここで、炭酸ガス５０体積％の雰囲気では、害虫の生存に必要な酸素が不足するため、穀物に付随する害虫はすべて死滅する。一方、穀物自体について言えば、炭酸ガス５０体積％はそれほど高濃度ではなく、また期間も２週間と短いため、生活作用を失って死滅することはない。したがって、穀物の風味を維持しつつ、害虫を駆除することができる。
【００２５】
害虫を駆除した後に、穀物を長期間貯蔵する。穀物の貯蔵は、貯蔵室１０内を所定温度の特定ガス雰囲気に維持した状態で行う。特定ガスは、酸素ガスが５体積％程度、炭酸ガスが５〜１０体積％、窒素ガスが残りを占めるガスとする。各種ガスを上記の割合で混合することにより、穀物を死滅させることなく冬眠状態のまま長期間貯蔵することができるからである。なお、酸素ガスの割合は厳格に５体積％に限られるものではなく、例えば３体積％程度以上７体積％程度以下であればよい。また、窒素ガスに代えてヘリウムガスやアルゴンガスなどの不活性ガスを使用することもできるが、低コストの窒素ガスを使用するのが好ましい。
【００２６】
そこで、まず図３に示す特定ガス制御ユニット２０の特定ガス分析手段２４により、貯蔵室からの排気ガスの定性分析および定量分析を行う。そして、上述した特定ガスとの比較を行い、各種ガスの供給または除去指令を、酸素ガスの除去手段２５、炭酸ガスの供給手段２６、および窒素ガスの供給手段２７に対して出力する。なお貯蔵室１０内では、穀物の生活作用によりエチレンガスが新たに発生する。そこで、特定ガス分析手段２４がエチレンガスを検出した場合には、エチレンガスの除去手段２８にエチレンガス除去指令を出力する。特定ガス分析手段２４から指令を受けた各種ガスの供給または除去手段は、貯蔵室からの排気ガスに所定の処理を施して、再び貯蔵室に給気する。以上により、貯蔵室の内部が特定ガス雰囲気に維持される。
【００２７】
また、特定ガス制御ユニット２０は、上述した特定ガスを所定温度に維持する。所定温度は、少なくとも２０℃以下であり、好ましくは１４℃以上１５℃以下である。２０℃以上の場合には、穀物の腐敗を防止することが不可能となるからである。一方、低温にするほど腐敗を防止しやすくなるが、冷却設備に多大なコストが必要となる。そこで、一般の空調設備によって実現可能でありなおかつ腐敗を防止することが可能な１４℃以上１５℃以下に、特定ガスの温度を維持する。具体的には、貯蔵室から導入した排気ガスを、図３に示す特定ガス制御ユニット２０の特定ガス冷却器３０により１４℃まで冷却し、再び貯蔵室に給気する。これにより、貯蔵室の内部では特定ガスが１４℃以上１５℃以下に維持される。
【００２８】
また、特定ガス制御ユニット２０は、上述した特定ガスを所定湿度に維持する。所定湿度は、関係湿度が９０％以上１００％以下の状態である。穀物類の平衡含水率はほとんどの場合１２％程度であるが、関係湿度が上記範囲内にあればかかる含水率を維持することが可能となるからである。これにより、穀物の風味を維持することができるとともに、穀物の重量取引における損失の発生を回避することができる。具体的には、貯蔵室から導入した排気ガスを、図３に示す特定ガス制御ユニット２０の特定ガス冷却器３０により関係湿度９０％まで除湿し、再び貯蔵室に給気する。
【００２９】
一方、図１に示す調湿ユニット４０から、新たな水分および天然防腐剤を、貯蔵室１０の内壁を構成する多孔質木材１６に供給する。すると、水分および天然防腐剤が多孔質木材１６の全体に浸透して貯蔵穀物５の全体に供給される。これにより、給水口付近の穀物のみが水分過多の状態となって腐敗することがなくなる。以上により、貯蔵室１０の内部は、関係湿度が９０％以上１００％以下の状態に維持される。そして、この状態で穀物を長期間貯蔵する。
【００３０】
以上に詳述した穀物貯蔵方法により、害虫による侵食を防止しつつ、穀物の風味を維持したまま長期間貯蔵することが可能となる。
すなわち、本実施形態に係る穀物貯蔵方法は、窒素ガスに、５体積％程度の酸素ガスと、５体積％程度以上１０体積％程度以下の炭酸ガスとを混合した特定ガス雰囲気において、穀物を長期間貯蔵する構成とした。これにより、穀物を死滅させることなく冬眠状態のまま長期間貯蔵することが可能となり、カビの発生を防止することができる。また、特定ガスの温度が、１４℃程度以上１５℃程度以下に制御されている構成とした。この場合、穀物の腐敗を防止することができるとともに、一般の空調設備を使用することができる。また、特定ガスの関係湿度が、９０％以上１００％以下である構成とした。これにより、穀物類の平衡含水率を通常の１２％程度に維持することができる。以上により、穀物の風味を維持したまま長期間貯蔵することができる。
【００３１】
また、本実施形態に係る穀物貯蔵方法は、上述した穀物貯蔵方法を実施する前に、空気の５０体積％程度を炭酸ガスにより置換した特定ガス雰囲気に、穀物を２週間程度放置することにより、穀物に付随する害虫の駆除を行う構成とした。炭酸ガス５０体積％の雰囲気により、穀物に付随する害虫は死滅する。一方、期間が２週間と短いことから、穀物が生活作用を失って死滅することはない。したがって、穀物の風味を維持しつつ、害虫を駆除することができる。その後、上述した穀物貯蔵方法を実施することにより、害虫による侵食のない状態で、穀物を長期間貯蔵することができる。
【００３２】
【発明の効果】
窒素ガスに、５体積％程度の酸素ガスと、５体積％程度以上１０体積％程度以下の炭酸ガスとを混合した特定ガス雰囲気において、穀物を長期間貯蔵する構成としたので、穀物の風味を維持したまま長期間貯蔵することができる。
【００３３】
一方、穀物の貯蔵室内を所定温度および所定湿度の特定ガス雰囲気に保持するため、前記貯蔵室から排気ガスを導入して前期貯蔵室に前記特定ガスを供給する特定ガス制御ユニットを有し、その特定ガス制御ユニットには、酸素ガスの除去手段、炭酸ガスの供給手段、窒素ガスの供給手段、およびエチレンガスの除去手段、ならびに前記特定ガスの冷却器を設けた構成としたので、害虫による侵食を防止しつつ、穀物の風味を維持したまま長期間貯蔵することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】非流動性穀物用サイロの側面断面図である。
【図２】流動性穀物用サイロの側面断面図である。
【図３】特定ガス制御ユニットのブロック図である。
【符号の説明】
１………穀物貯蔵装置、５………穀物、１０………貯蔵室、１１………搬入口、１２………排出口、１３………搬入用スクリュ、１４………排出用スクリュ、１５………断熱材料、１６………多孔質木材、２０………特定ガス制御ユニット、２１………排気口、２２………給気口、２４………特定ガス分析手段、２５………酸素ガス除去手段、２６………炭酸ガス供給手段、２７………窒素ガス供給手段、２８………エチレンガス除去手段、３０………特定ガス冷却器、３１………冷媒、３２………チューブ、３３………フィン、３４………特定ガス流路、４０………調湿ユニット、１０１………穀物貯蔵装置、１０５………穀物、１１０………貯蔵室、１１２………排出口、１２０………特定ガス制御ユニット、１４０………調湿ユニット。
【図１】
2004065073.tif 000004
【図２】
2004065073.tif 000005
【図３】
2004065073.tif 000006