522

特集 食品用冷蔵・冷凍設備における新たな取り組み

1. 農産物混載船舶輸送を可能とする多温度帯コンテナの開発とその周辺技術
Development of Multi-Temperature Container and its Related Technologies
for Mixed Freight of Agricultural Produces

キーワード：輸出促進，産地広域連携モデル，多温度帯コンテナ，クラウドシステム，スマートフードチェーン，数値流体力学解析（CFD）
Export promotion, Regional cooperation in agricultural production, Multi-temperature container,
Cloud system, Smart food chain, Computational fluid dynamics（CFD）

田中

1. はじめ史彦にFumihiko TANAKA

田中良奈

Fumina TANAKA

るメリットは大きい．さらに，帰国便について新たなビジネス展開ができればデメリットはさらに小さくなる．

人口減少により日本国内の食市場が縮小する一方で，今後，消費者の信頼性や食品の安全性が益々重視される

ASEAN を中心としたアジア新興国では拡大する「中間ようになる時代において，SOC のメリットはより見出し所得層」「富裕層」の台動により食市場は急成長するものやすくなるものと期待する．新しい食品流通のインフラと見込まれることから，これらの市場に向けて日本産農“食品情報プラットホーム”の構築が期待される今日にお産物や食品の輸出を一層促進していくことが期待されていて，世界ではすでに食品流通の標準化を視野に入れたいる．この達成のためには物流に係るインフラ整備はもソフト技術の開発競争が始まっていることから，管理のとより，物流を最適化し利益をもたらす AI，IoT の利活しやすい流通形態の展開への期待は大きい．

用や食の安全を保障するブロックチェーンなど新たなクラウド技術を導入し，これまで以上に高度で強靭なグローバルフードチェーンシステムを構築することが重要となる．

2. 農産物混載船舶輸送を可能とする一貫体系技術開発
2.1

産地広域連携クラウドシステムの開発

本稿では，特に青果物の輸出促進のために我々が取り農産物輸出の過渡期においては，一産地から長期安定組んできた混載船舶輸送を可能とする多温度帯コンテナ

的に一つの商品を集め輸出することは困難であり，広域の開発について，その本体とこれに付随する周辺技術に連携して多品目を集め混載して輸出することとなる．輸ついて紹介する．本研究は，生物系特定産業技術研究支出を目的とした生産体系が整えば 20 ft コンテナを満載援センター革新的技術開発・緊急展開事業（地域戦略プにする量が比較的容易に集まり混載輸送は不要となるのロジェクト，2016 ～ 2018 年度）のうち「農産物輸出拡大かもしれないが，バイヤーが多品目購入を目的とする場にむけた産地広域連携モデルの構築と混載輸送用コンテ合には将来的な需要も見込まれる．このことから NECナの開発（九州大学グループ）」に端を発するものであ

ソリューションイノベータ㈱を主体とし，産官学協力のる．アジアへの農産物輸出をターゲットとした九州 3 県

下，九州 3 県の産地広域連携輸出を支援するクラウド型（福岡，熊本，鹿児島）の広域連携出荷をモデルケースの需給マッチングオンディマンドエンジンを開発したに想定し，これを効率的に集荷，計画的・安定的供給に（図１）．

努めるとともに，集めた農産物をその適正に合わせてコ

このシステムは，現場生産履歴や季節ごとの生産量，ンテナにバンニングし，フードロスを抑えて輸送する高品目の輸送適正カルテ，商談・調達コミュニケーショ

品質保持輸送システムを構築してきた．コンテナは SOCン，混載パッケージ，集荷・出荷情報，輸送・積付計（Shipper’s Own Container）となるため，通常の状況で画，着荷検品，現地消費者アンケートなどの機能を有しは COC（Carrier’s Own Container）に 比 べ 経 済 的 な メており，流通中の温湿度・エチレン濃度・振動衝撃などリットは無いが，需給の不均衡が生じた場合にはコストの環境情報データも蓄積されている．本システムは今後減に働くこともあり，また，コンテナの当たりはずれをの「農業 DX 構想」の推進にあたり，生産から消費に至心配する必要はないことから，高品質安定供給という観るまでの各工程の IT 利活用によるスマート化を進める

点から見ればコスト高も許容範囲に入るものと考える．

契機となるとともに，現在断片的に存在するフード

何よりも輸出先国でコンテナのまま国内移動・保管できチェーン上のデータを川上から川下にまでつなげ，鮮度6

冷凍 2021 年 12 月号第 96 巻第 1128 号

食品用冷蔵・冷凍設備における新たな取り組み

523

図１ 産地広域連携輸出クラウドシステムの概要
保持技術の向上や消費者の嗜好，販売データといった情報を生産現場にフィードバックし双方向でつなぐ，ス

図２

品目カルテ（品目特性情報）例

マートフードチェーンの構築のキーテクノロジーとなることが期待される．流通技術の開発に従事する者として軟化しやすいため PE 個包装を行う必要があり，そうすは，環境情報データから新たな付加価値を生み出すこと

れば 0 ℃で 20 日間冷蔵（輸送）後，店頭での販売を想定

は興味深く，輸送環境を整えて丁寧に輸送した商品につした 20 ℃で 5 日間の棚もち試験でも，その硬度が保持いては輸送品質を採点するなどの機能を付加したスマーされ商品価値を失わないことが示されている．ナスにつトコンテナ化を目指すのも面白い．

いては，0 ℃と 5 ℃で低温障害が発生し，またエチレンさて，本システムの機能のうち，最適冷蔵輸送に資す障害も受けやすいため，10 ℃で輸送すること，ただし輸るコンテンツは品目カルテである．現在，九州 3 県分の送可能期間は 10 日程度，棚もちは 3 日程度が限界と記さデータのみであるが，将来的には 47 都道府県の主要農れている．個票の見方や貯蔵条件，調査方法品質評価基産物を網羅した KRT47 として広く普及することを願っ準などと併せ参照されたい．このように，クラウドシスて止まない．この整備には大学や公設試，学会などが主テムの中には低温輸送に役立つ技術的な情報も含まれて導して取り組むことが強く望まれる．なお，この品目カおり，この誌面をお借りしてご案内させていただきたい．

ルテの一部は，福岡県より「福岡県農林総合試験場輸出輸出ではこのカルテの手引きに従い，混載コンテナへバ向け農産物の品質保持手引き」としてネット上で公開さンニングすることとなる．農産物の特性は様々であり，れている ．この手引きには果樹 7 種類 17 品目，野菜 6混載輸送・貯蔵が難しい所以である．さらに，積み付け位種類 8 品目の輸送特性が掲載されており，最適輸送温置によって輸送環境が異なるため，我々は食品ロスの低度，呼吸量，低温障害の有無，エチレン発生量，エチ減を目指し，コンテナ内のハザードマップ（結露が生じ

1）

レン感受性の有無，貯蔵後の棚もち試験など，輸送条件やすい箇所や冷えすぎたり冷えにくかったりする箇所なの検討に必要な特性調査結果が貯蔵後の外観品質写真

ど，ある品目にとっては危険と判断される個所を可視化）とともに示されている（図２）．たとえば，カキ果実のうを CFD（Computational Fluid Dynamics）解析によってち富有では，輸送条件として 0 ℃を推奨し，5 ℃では低作成中であり，本システムの輸送・積付計画機能の高度温障害による軟化が顕著であること，無包装では果肉が化を目指しているところである．
冷凍 2021 年 12 月号第 96 巻第 1128 号

7524

食品用冷蔵・冷凍設備における新たな取り組み

2.2

多温度帯コンテナの開発

ラズマ分解装置とヒーター内蔵型庫内循環ファンが設置

農産物混載船舶輸送を可能とする一貫体系のメイン技されている．図４に内部構造と研究の概要を示す．本機術となる多温度帯コンテナは，図３に示すとおり 20 ftの設計・製造は共同研究機関であった㈱デンソーによリーファーコンテナ庫内を中扉によって前後に二分割し，る．起動後は冷凍機で冷やされた空気が低温室前方（冷冷凍機側を低温室（0 ℃），扉側を高温室（10 ℃）として凍機側）の下部にある吹出口から出て低温室内を冷やす

両者間の隔壁に送風ファンとリターン口を設けた構造にとともに，冷蔵ファン付ダクトから高温室側に流れ所定なっている．高温室側天井にはエチレン除去のためのプの室温に調節，その後，リターン口から低温室側に返る仕組みとなっている．安定運転時は冷蔵ファンを停止し，壁面に設けた温度コントロールファンのオン―オフ制御によって少量の冷風が高温室側に送られることになる．図 4 に示すとおり，本機の設計は主に CFD 解析によって行い，空コンテナ内の温度を低温室 0 ± 0.5 ℃，高温室 10 ± 2 ℃で制御することを目標とした．
改良前のプロトタイプモデルについてではあるが，図５に夏期条件（外気温 38 ℃）における高温室 27 箇所の温度の実測値と予測値を示す 2）．左列に冷蔵ファン稼図３ 多温度帯コンテナの外観および内部の様子

F：前方，M：中間，B：後方，T：上方，Bo：下方，R：右，L：左◎：温度制御点（282 K に到達したら温度コントロールファインを切る）●：測定値，〇：予測値

図４8

多温度帯コンテナ開発研究の概要

冷凍 2021 年 12 月号第 96 巻第 1128 号

図５ 高温庫（10 ℃）内の温度予測結果と実験結果の比較

食品用冷蔵・冷凍設備における新たな取り組み

図６

525

多温度帯コンテナ内の温度制御結果

働直後の，右列に冷蔵ファン停止直前の場所ごとに区分

き続き電圧や流量の制御などによってこれらの発生を抑けした分布図を標準誤差とともに示す．冷蔵ファン稼働える研究が岩手大学高木教授らのグループにより進めら直後については，基準計測点（◎）の実測値と予測値がれている．CFD 解析では，農産物からのエチレン発生，－1 ℃に達した時点における温度分布を比較した．この庫内移動と除去装置による分解を含む化学種輸送シミュ

結果，実測値と予測値の標準誤差（一致性の指標）はレーションも行い，エチレン発生源となる積荷を分解装

1.0 ℃，27 点の標準偏差（ばらつきの指標）は実測値で置の手前に置くことでコンテナ後方上部にエチレン濃度1.0 ℃，予測値で 0.9 ℃となり，冷蔵ファン稼働直後におの低い箇所が確保できることを明らかにした 3）．

ける実現象とシミュレーション上の温度のばらつきの程この改良型の多温度帯コンテナ（低温室 1 ℃，高温室度は近しいと結論づけた．続いて，冷蔵ファンの稼働が10 ℃設定）と通常リーファーコンテナ（5 ℃設定）を用停止する直前の実測値と予測値を比較したところ，標準い，博多から香港へ青果物を輸送した．コンテナに積載

誤差は 1.1 ℃，27 点の標準偏差は実測値で 0.9 ℃，予測されてから香港に到着するまで約 1 週間，それぞれの設値で 1.4 ℃という数値が得られ，稼働直後と比較して予定温度条件下で輸送され，その後棚もち期間を想定して測値の温度のばらつきの程度が大きくなった．また，場20 ℃にて 2 日間保管した上で品質調査を行った．輸送所ごとに算出した標準誤差について，10 ℃室間仕切側

品目は福岡，熊本，鹿児島の 3 県で生産されたナス，（前方向），天井付近（上方向）およびダクト延長線上（右キュウリ，レタス，チンゲンサイ，カキ，モモ，ブドウ，方向）の値が他の場所よりも大きくなる傾向がみられた

ミカンなど 30 品目以上で，夏季と冬季を想定して 6 月が，両者とも誤差は約 1 ℃と良好な精度が得られた．まと 12 月の 2 回実施した．特筆すべき結果としては，通た，0 ℃室の 9 点における標準誤差は小さく，ファン稼常コンテナ（5 ℃）で輸送したナスは低温障害により種子働・停止直後でも 0.5 ℃以下，標準偏差はともに 0.2 ℃とや果肉の褐変が見られたが，多温度コンテナ（10 ℃）でなった．以上の結果から，本モデルの妥当性が検証されは低温障害は見られなかった点が挙げられる．また，た．前後するが，このモデルを基礎として改良を重ね実キュウリについても同様に通常コンテナ（5 ℃）では果肉用化したのが先の図 4 にある装置である．改良の結果，の褐変が認められ，低温障害の抑制効果が確認された．

図６に示す性能試験の結果のとおり，夏条件下でも両庫他については誌面の都合で詳細は省くが，青果物ごとに内とも目標変動幅内での温度制御が可能であった．香港

適した温度で輸送することにより，多くの品目でロス率やシンガポールへの輸送実証試験にはこの改良型コンテは低くなった．また，25 人のパネラーによる総合評価ナを用いて実施した．同機にはプラズマ分解によるエチ（商品性の評価）も良好であり，輸送中の食品ロス削減レン除去装置が装備されており，海外への輸送実証試験につながることが示された．冬季を想定して，2 月に別では庫内エチレン濃度は 1 ppm 台に抑えることが可能で途行ったシンガポールへの輸送実証試験においても，イある．なお，現時点ではバイプロダクトである一酸化炭チゴを空輸（常温輸送，福岡空港からシンガポールには素やオゾンの発生が微量ではあるが認められるため，引翌日着）と船舶輸送（0 ℃輸送，博多港からシンガポール
冷凍 2021 年 12 月号第 96 巻第 1128 号

9526

食品用冷蔵・冷凍設備における新たな取り組み

まで 12 日間）で送った際の現地消費者アンケートを実性や付加価値の創出など大きなメリットが認められない施し，船便でも遜色なく受け入れられることを明らかに限り実装化は難しいが，一方で，「企業がテクノロジーした．

（IT）を利用して事業の業績や対象範囲を根底から変化

本コンテナは氷点以下の冷凍コンテナとしても使用でさせる」という DX 推進の動きも見られることから，今き，性能試験によって冷凍（－20 ℃）と冷蔵（0 ℃）の二回紹介した一貫体系技術が核となり，生産者から消費者温度帯での運用も検証されたことから，冷凍食品から生まで様々なメリットがもたらされる豊かなグローバル流鮮青果物に至るまで幅広く対応が可能である．このユー通の発展の一助になればと願う．

ティリティの高さから多様な輸送パッケージが設計で謝き，バイヤーの様々な要求にも応え得る仕様となっているため販路の拡大が期待できる．

辞本成果の一部は，生物系特定産業技術研究支援セン

さらなる展開としては，庫内輸送環境データから流通

ター革新的技術開発・緊急展開事業（うち地域戦略プロ

中の品質変化を予測するフードシミュレータによって，ジェクト）により実施し，岩手大学，福岡県農林業総合商品がどのような流通品質（温湿度やエチレンガス濃度，試験場，熊本県農業研究センター，鹿児島県大隅加工振動などの特性に由来する）で輸送され，そのために商技術研究センター，㈱デンソー，NEC ソリューション

品の品質はどのように変化し得るかを簡単に評価できる

イノベータ㈱，西日本鉄道㈱，九州農産物通商㈱，筑機能を付加し，一般に普及している自動車ドライバーの前あさくら農業協同組合，八代地域農業協同組合，いぶ運転診断のように，食品流通を何らかの方法で診断する

すき農業協同組合他の協力の下に遂行されたものであことによって改善策を見出し，流通そのものの高品質化る．ここに記して感謝の意を表する．

を図れればと考える．先に記したクラウドシステムとの文連携も視野に入れ，今後は現在収集可能な産地情報や現地消費者情報（品質評価，客層，購買意欲等情報）などと各種センサによる流通環境情報を紐づけすることで，種々の情報から予測を行うシミュレータまでを一元管理し，新たな価値を創出，クラウドシステムの下にリアルで動くスマートコンテナへの展開も期待したい．

3. おわりに献1） http://farc.pref.fukuoka.jp/fukyu/yusoutokusei.html（2021）．
2） 關屋まどか，田中良奈，田中史彦，内野敏剛，藤田明，加藤信治，谷口雅巳：冷空論，35（3），211（2018）．
3） 田中良奈，關屋まどか，田中史彦：農業環境工学関連
5 学 会 2018 年 合 同 大 会 講 演 要 旨 集，OS-9-2， 松 山 市（2018.9）．

本稿では，農産物および食品の輸出を促進する一貫体系技術として，産地広域連携モデルの構築と混載輸送用コンテナの開発について紹介してきた．産地広域連携を支援するクラウドシステムが新たに開発した混載輸送用コンテナを駆動し，より効率的な運用を可能とする取り組みである．今後，農産物および食品の輸出促進と新展

田中史彦

Fumihiko TANAKA

九州大学大学院博士後期課程修了
九州大学大学院農学研究院
Kyushu University
教授

開のためには，ハード技術の高度化はもとよりソフト技術，延いてはサイバー技術との融合によって新たな価値が創出されることが期待されている．デジタルツインな田中

どに見られる現実空間とサイバー空間の接続やブロック

九州大学大学院修士課程修了

チェーンによる食の安全性の保障など様々な技術が開発

九州大学大学院農学研究院
Kyushu University
助教

され，データ駆動型の輸出促進も叫ばれるようになってきた．食のトレーサビリティは川下側の消費者，それに直接対応する小売業者などからの要求は大きいものの，データ入力の煩わしさや導入コストの問題があり，利便10

冷凍 2021 年 12 月号第 96 巻第 1128 号

良奈

原稿受理

Fumina TANAKA

2021 年 8 月 24 日