日本包鋳学会鯵VblL4JVDIQ995）

一般論文

青果物における保冷用容器と蓄冷材の利用について
青果物鮮度保持出荷のための保冷用資材に関する研究（第２報）
打田宏＊中村洋*＊東城清秀…

太田英明…＊

EvaluationofCoIdInsuIationContainerandCoolants

forFruitsandVagetabIes

StudiesonColdlnsuIatingMateriaIs
forKeepingFreshnessofFruitsandVagetabIes（Part２）
ＨｉｍｓｈｉＵＣＨＩＤＡ．，HilnoshiNAKAMURAoo，ＳｅｉｓｙｕＴＯＪＯ…，HideakiOHTA…。

Thispaperisdesclibedonexpelimentaｎ℃sultsofinsulatingeffectsofouterpackaging
containe庵whichenvelopesomestyleofcooledtIialfiPuitsandevaluationofcoo1strage
pmpeItiesofcoolants・

InsulatmgeffectsofsevemlkindsofouterpackagingcontaineIsasI℃portedmpartlu1

wastestedwithcontentsof5KgcoOledmalfmits・

frHWIWii;alW:紺鯉､,漣:霊『溌噺磯slK鶴,謡C(､{:i脇c･nFu…cont…

mthecaseofcolTugatedcontainerandALcoxmgatedcontaine応,ｉｎsulatingeffectsofbothcontaine巧ｗｅIもnodiffeI℃ｎｃｅｂｕｔｒ℃servationeffectsoftempemtu1℃ｂｙｕｓｉｎｇｉｎｎｅｒｂａｇｏｆ
ｐｌａｓｔｉｃｆｉｌｍｏｒｂａｇｗｅ1℃lmprovedmpoorinsulatingcolTugatedcontainels
Styleandcapacityofcoolants1arglydependsoninsulatmgeffectsandairspacem
containel3hasanveIymuchinfluencetoI℃servationeffectsb
Keywords：Insulationmatelial,Package,Expandedpolysty虚､e,ColTugatedfiberboaldHeat
conduction，Insulation,Ｈｅａｔ”sistance,Coolant

l,保冷用容器
模擬果実を使用した保冷用容器の保冷特性実験を行った結果、発泡スチロール容器の保冷性が高i〈、模擬果実の温度が10℃および20℃以下に綱寺された時間は段ボール箱(Ａフルート）の１５倍であった。容器での保冷性には、断熱素材の熱伝導率と厚さだけでなく、表面熱伝達が重要な要因であった。また、段ボール箱とアルミラミ段ボール箱では両面と複両面の差は小さかったが、表面熱伝達抵抗が大きく、材料内部の熱伝導率の差は熱通過率に影響が小さいことを示した。
さらに、箱としての断熱構造の欠陥を持つ、段ボール箱の形状をした容器では、フィルム袋などで断熱性を補えば、保冷効果向上がみられた。
保冷性を評価するには熱抵抗としての断熱性が旬M1である。
2.蓄冷材の保冷特性
蓄冷材の温度は蓄冷材の容量・形状により特性の差異が見られた。容量の小さいものほど温賞上昇が速く、容量の大きいものほど温度上昇が遅かった。
また、外装材の断熱性が低い場合、容器内のヘッドスペース温度が速く上昇し、初期の保冷効果は相対的に小さくなり、蓄冷材による特性差は小さかった。
キーワード：保冷用資材、包装、発泡スチロール容器、段ボール箱、熱伝導、断熱率、熱抵抗、蓄冷材、全国農業協同組合連合会(〒100東京都千代田区大手町1-8-3):NationalFederationofAgriculturalCo-operative
AssociationSl-8-aOotemachi,Chiyoda-ku,Tokyo,１００．･全国農業協同組合連合会東京支所(〒101東京都千代田区内神田1-1-2):Tokyobranch,National犀derationofAgricultumlCo-operativeAssociations,1-1-2,Uchi・
kanda,Chiyoda-ku,Tokyo,１０１…東京農工大学農学部(〒183東京都府中市幸町3-5-8):FacultyofAgriculture，TokyoUnversityofAgricultureandTechnology,3-5-8,Saiwai-cho,Fuchu-shi,Tokyo,１８３．…農林水産省
中国農業試験場(〒721広島県福山市西深津町6-12-1):ChugokuNationalAgriculturalExperimentStation,Ｍｍ‐
istryofAgriculcultureFolCstIyandFYshe[ies,６－１２－１，Nishifukatsu-cho，Fukuyama-shi，Hiroshima,７２１－４０－濠49釣における編Ba用容謬とﾖﾄﾞﾘけﾒｵの羽lﾉｶﾞについてされている発泡スチロール容器を中心に`)、

1.緒言

段ボールに断熱材料や各種フィルムを貼合し我が国における青果物流通技術は、昭和４０

た箱などがある?)s)。

年に科学技術庁資源調査会がまとめた「食生また、保冷用外装材は熱を遮断するが完全活の体系的改善に資する食料流通体系の近代ではなく、青果物では呼吸熱が発生するた化に関する報告」以後研究開発が進められ、め、一定の温度を維持するためには蓄冷材が低温流通を中心とした品質保持法が用いられ利用されている，)１０)。
そこで前報皿)に引き続き、保冷用資材の適ている。

そして、予冷出荷する青果物は、新鮮さを切な評価方法を求めるとともに保冷特性を把求める消費ニーズに対応し、品目、量とも増握し、青果物流通での適切な利用方法を得る

大してきた。産地では出荷前に青果物を冷やために実験を行い、２，３の知見が得られたのす予冷処理が増加し、予冷出荷比率は1990年で報告する。

は1980年の４倍の12.7％となっている！)。
同時に青果物の主要産地の大型化と遠隔地

2.実験材料および方法化が進んでおり、また、中央市場を経由して地方市場へ配送される「転送品」の物量も増

2.1保冷用容器の特性評価

大し、収穫から消費までの時間も増大傾向に供試品は現在、市販されている代表的な保ある2)。青果物の鮮度を保持し、高品質な青冷用外装材で、前報、と同材質を用いて内寸

果物を消費者に届けるためには低温流通が必法を同一にした容器を試作した。この容器に要である。

同量の模擬果実5Kｇ（ゲル状のCMC500gをしかし、実際の流通では市場着荷時の青果ナイロン・ポリエチレンラミネート袋250×物の温度が低温で維持されていないものも多200ｍｍに封入したものを10個）を詰め１実

く3)、また保冷用外装材と通常外装材で出荷験区とした（TabIel)。

された青果物に明確な温度差が見られない場

さらに、通常封絨とフィルム袋密封区を設合もある４)。このような問題は、コールドチけ、フィルム袋の内装の効果を調べた。なお

ェーンの未整備に起因する場合が多く、冷凍通常封絨方法として、発泡スチロールはテー車などの車両は不足し、保冷施設を持つ卸売プなし、段ボール箱はI貼、フィルム密封区は市場は数少なく、また販売がセリ場で行われ角底袋を用い模擬果実を包みへヅドスペースている`)、などの例が挙げられる。そこで保を大きくとり上部を密封した。

冷用資材などの包装技術が青果物流通を支え温度変化は個々の内部ヘッドスペースおよび積み重ねた模擬果実の内側表面をフィルムている。

現在、保冷用資材には多くの種類がある状Ｔ（Ｃ－Ｃ）熱電対で測定し、温度データ取が、大別すると、蓄冷材および外からの熱をり込み装置（共和電業(株)製、ユーカム）お遮断するための保冷用外装材の２つにわけらよびパーソナルコンピューターにより１０分れる。保冷用外装材としては、従来から利用間隔で記録した（Fig.１)。

－４１－日本包装学会誌IﾉbJL4jVUIa995）

TablelOuterpackagingmateTialsfoTco1d-reservation
Packagingmaterials

StructmもEPS

ExpandedpolystyrUne（EXpanded50times）

PSPFibreboard

Fibereboard＋Expandedpolystyrenepaper

ALCormgatedbCard（S）

Singleｗａｎｃｏｴrugatedboard（Aflute）＋A1ummiummateUizedfilm

ALCoITugatedboard（Ｗ）

DoublewaUcorrugatedboard（ABflute）＋A1uminiummatemzedfUm

CmTugatedboard（S）

SmglewalIcom-ugatedboard（Anute）

Colmgatedboard（Ｗ）

DoublewallcolTugatedboam（ABflute）

AluminiummetallizedfUm：ＰＥＴ（１２匹、）／A1uminiummetallized700A

Insidesｉｚｅｏｆｃａｓｅ３９２ｘ２８３ｘ１８０ｍｍ,ThicknessS＝５ｍｍ,Ｗ＝８ｍｍ

TabIe2StyIeofcooIants

24ｍｍのｘ２１０ｍｍ

Water

１Contents

ｇｇｇ

２stick３SheetSize

卯麺皿

１stickＷeight４４ｍｍｄｘ１７０ｍｍ

Water

２９５ｘ２６０ｘ１５ｍｍ

Gel2tin

一温度変化は実験2.1と同様の装置を用いて、個々の内部ヘッドスペースおよび積み重ねた

FiglColdinsIationcontainertestingequipmentusingtriaIfruits

蓄冷材の内側表面をフィルム状Ｔ(Ｃ－Ｃ)熱電対で測定し、記録した。各試験試料は凍結

各試験試料は温度を0℃に設定した環境試状態からの蓄冷材の性能差を把握するため

験室に置き、数日間一定にして、測定点を揃に、環境試験室を－２０℃に設定し、数日間一えた。模擬果実は凍結せず、相変化はなかっ定にして、蓄冷材を凍結させると同時に測定た。その後、環境試験室を35℃に昇温させ、点を揃えた。その後､環境試験室を35℃に昇温度変化を見た。環境試験室は約２時間で温させ、その後の温度変化を測定した。環境

35℃になった。

試験室は約４時間で35℃になった。
また、それとは別に融解後の特性をより正2.2蓄冷材の保冷特性確に把握するために、環境試験室を０℃に設2.2.1実験材料および実験方法定し数日間一定にし、測定点を揃えた後、環容量および形状の異った蓄冷材(Table２）

境試験室を30℃に昇温させ、その後の蓄冷材8kgを同材質、同寸法の両面段ボール箱（内の温度変化を測定した。環境試験室は約２時

寸法３９２×２８３×180ｍｍ）に詰め、テープ間で30℃になった。

でI型に封績をし、１実験区とした。
－４２－

胃&果釣における線V幟豚容霧と議89泊ﾖﾄの矛M1間｢につ0,で段ボール箱Ｓでは５時間であった。また、２０

3.実験結果℃以下に保たれる時間は発泡スチロール容器

では20時間で、通常段ボール箱Sでは13時間

3.1保冷用容器の特性評価

３１１容器間の品温の差異

で、それぞれの温度までの保冷時間は発泡ス

発泡スチロール容器が他に比べ高い保冷性

チロール容器は通常段ボール箱Ｓの約1.5倍を示した。次に、アルミラミネート複両面段であった（Fig.２)。
3.1.2容器間のへツドスペース（箱内部）

ボール箱（Ｗ、ＡＢフルート)、同両面段ボー温度の差異

ル箱（S、Ａフルート)、PSP段ボール箱、通ヘッドスベース温度は品温に先行して上昇

常段ボール箱Ｗ（ＡＢフルート)、同Ｓ（Ａフし、その温度差は品温の差と同様であり、断ルート）の順であった。

発泡スチロール容器の実験区は昇温が緩や熱性のある容器は保冷性が高い。４時間後でかであったが、アルミラミネート段ボール箱

発泡スチロール容器は15.4℃であったが､通との差は小さかった。アルミラミネート段常両面段ボール箱Ｓで21.8℃まで昇温した。

ボール箱S、同Ｗの差は小さく、同様に通常そして通常両面段ボール箱では、２５℃前後ま段ボール箱のｓ、同Ｗの差は小さい。

で急速に上昇し、以後は箱内外の温度差の縮模擬果実の品温が１０℃以下に保たれる時

小により上昇が緩やかになる。また、両面間は発泡スチロール容器では８時間で、通常(S）と複両面（Ｗ）に保冷性の差が殆ど見られなかった（Fig.３)。

岳ＥＰＳ
3５

-◆・ＰＳＰｃｒｇ-■－ＥＰＳ‐x‐ＡＬｃｒｇＳ÷ＰＳＰｃｒｇ３５3０
昌一にrｒｎｎＣ3０

魁ごｲﾀﾞﾃﾞiiiﾉダ

Ｚ５2０△・ＣＩＴＹ】ｂ伯2５

国’1'(℃）2０(℃）

1５1５１０1０５５＝;。

０００２４８１２１６２０２４３６４８（hours）

０２４８１２１６２０２４（hours）
Fig，３Headspacetempincontaine「Ｆｉｇ２ＴｒｉａＩｆｒｕｉｔｔｅｍｐ，incontainer－４３－日本包鍵学会誌ＶｂＬｊｊＶＤ１（、95）

3.1.3気密封繊方法による保冷性の差異

2０

いずれの外装材でもフィルム袋内包装が保▲１５

冷性向上において有効であり、通常段ボール1０箱などの、断熱性の低いものほど効果は顕著であった（Fig.４)。

グ５(℃）０２５☆

ひＥＰＳ

Ｚ１６ＺＯ２４２８３６４８(hou応）－５もPCorn｣gatebox
2０／

-１０

＊CoITugate
box＋fｉｌｍ-１５1５(℃）－２０Ｘ
1０

Ｆｉｇ５Ｔｅｍｐ・ofcoolant（ｏｎfreeze）

５2００

１５０２４６８１０１２１４１６（houms）

ⅥⅢ／Ｐ

１０Fig.４ＴｒｉａＩｆ｢uittempusinginne「ｂａｇ５3.2蓄冷材の保冷特性(℃）０3.2.1蓄冷材の凍結時の容量・形状による(hou応）

特性差異－５

蓄冷材の温度は蓄冷材1は6時間後に0℃近－１０くまで上昇し、蓄冷材２では12時間、蓄冷材－１５３では16時間であった。また、融解し、再び温度上昇するのが蓄冷材１は16時間後、蓄冷－ZOX-２０

材２では32時間、蓄冷材３では44時間であFig6Headspacetemp・usingcoolant（ｏｎｆ幅eze）

り、蓄冷材の容量、形状によって特性に大きな差異が見られた。

ヘッドスペース温度（箱内部温度）は急速が速く、容量の大きいものほど上昇が遅い。に昇温し、２～3時間で０℃以上になり、実験１個の容量の小さい蓄冷材１では、１０℃に区間の差が小さい（Fig.５．６）

上昇するまでの時間が7時間、２０℃で２１時間

3.2.2蓄冷材の融解後の容量・形状による特性差異であったが、容量の大きな蓄冷材３では10℃まで１１時間、２０℃で29時間であった（Fig.

蓄冷材の温度は容量の小さいものほど上昇7)。

－４４－

翫身g釣における銅3誠臥容謬と聾ｿ獣〆の利1用について

3０ｋ＝

*９０９

１

１１－+÷i-+了ｈｕ

2５

ｋ：熱貫流率（Ｗ／m2K),沁熱伝導率（Ｗ／mK）
Ｌ：試料の厚さ（、）１ｍ２０

低温度差における熱伝達率をｈｌともｈ２＝に）１５5.0（Ｗ／㎡Ｋ）として試算した'2)。

また、見かけの移動熱容量は容器内の模擬1０

果実とヘッドスペースの熱容量から下式で試算し、移動熱量を比較した（TabIe4)。

５Ｑ＝（Ｖｂ－Ｖ,）ｘＰｏｘＣｂｘ０ｏ＋ＶｌｘＰｌｘＣｌｘＯｌ
００４８１２１６２０２４３６４８ただし、Ｖ６：容器内容積,Ｗ模擬果実容積
ＣＯ：空気の比熱,Ｃｌ:模擬果実の比熱
ｐｏ:空気の比重,ｐ,:模擬果実の比重００:容器内温度上昇,８１:模擬果実温度上昇

3６（hou毎）

Fig.７ＴｅｍｐｏｆｃｏｏＩａｎｔ（afte「melt）

4.1.2気密封鍼方法による保冷性の差異

4.考察

段ボール箱の断熱特性がフィルム内装によって改善されるのは、これはガスバリアー性
4.1保冷用容器の性能評価によって対流（物質移動に伴う）による熱移4.1.1保冷用容器の保冷性の差異動を減少させる効果やフィルム表面の熱伝達保冷用容器間の特性に差異があり、容器内抵抗による効果でフィルムが断熱壁として作の模擬果実の品温およびヘッドスペース温度用した。に差が見られた。

箱としての断熱構造の欠陥を持つ、段ボー

前報で示したように、熱通過率には断熱材

ル箱の形状をした容器でも、フィルム袋などの熱伝導率と厚さだけでなく、表面熱伝達で断熱性を補えば、大幅な保冷効果向上がみ(係数)が重要な要因であり、箱での保冷性もられた（Table５)。

同様な傾向を示した。

4.1.3保冷用外装材の熱エ学的な考え方

また、段ボール箱とアルミラミ段ボール箱（１）熱通過の考え方からでは両面Ｓ（Ａフルート）と複両面Ｗ(ＡＢフ

保冷用外装材の熱の移動は、例えば、底ルート）段ボール箱の差は小さかったが、こ面では壁を挟んだ固体と固体との熱伝導なれは表面熱伝達抵抗が大きい場合、材料内部どがあり、側面は部分的な接触による熱通の熱伝導率の差は熱通過率に影響が小さいこ

過などで、上面からは空気と包材壁と空気とを示した。の熱通過などで、形態は様々である。ま

前報の熱伝導率の結果から断熱材の両面熱通過率を次式のように求めた12）（TabIe3)。

た、熱流入には包材の構造欠陥による外気からの流入、拡散が考えられる。

－４５－日本包装学会雷ＦＶＤＬゴノVb,Iag9a）

Table3Compa｢isonoftheinsulationTatio,heattransmissionandcooI-retainingtimeunde「１０℃，２０℃
ｋ２ｕPackagingmaterials(Ｗ／nFK）（Ｗ／ｍ２）●ｑ■●●●

７．７０

５５０００３
９５８９３３

7.54
12.70

１１１１１１ＢＪＤ２ＤＢ

11.70■●●●●●

6.94

ALCorTugatedbCard（S）
ALCorrugatedboard（Ｗ）
Corrugatedboard（S）
Corrugatedboard（Ｗ）

７５７７５５

弘拠肥肥的閉PSPFiberboard

10℃（h）２０℃（h）１１２１２１

２．１９

EPS

Cool-rEtainingtime

u8Heatconductance（Ｗ／m2K)皿）

k2BEstimatedheattransmissiononpaneLdoubleside（Ｗ／､?K）
Table40utIcokofheatmovement（KJ）△Ｑ

Contniner

２ｔｏ４ｈ４ｔｏ６ｈ６ｔｏ８ｈ（２０to24h)/２０:温度(Ｋ),Ｒ:全熱抵抗，ｑ：熱流束(Ｗ／､?),０:温度(Ｋ),Ｒ:全ｒ：断熱率,Ｎ：定数,ｂ：構造的断熱性

enteHingm4hours（％）

保冷用外装材は３次元での材料の熱伝導

６釦型、姐如ALCorrugatedboam（S）
ALCorrugatedboard（Ｗ）
ColTugatedboard（S）
Com1gatedboard（Ｗ）

０８９９９９ｑ＝△０／Ｒ＝△Ｏ／ＩＮｂ
Reductionofheat

ＰＳＰＦｉｂｒ巳board

塑珀四四田、

inne「ｂａｇＥＰＳ

２４２０７８ｌま下記のとおり表すことができる。

Table5Imp｢ovementofcool「BtentionbyusingContainer

ｍ“、姐飽“

１１Corrugatedboard（S）
ConPugatedboard（Ｗ）、飴記印砺妬

ALComugatedboard（Ｗ）

３９５６７７■■●●●のALCorrugatedbCard（S）

４８５６５４

PSPFiberboam

融祀記銘⑫⑫EPS率、熱通過率と構造的な断熱性から構成されると考え、保冷性を評価するには熱抵抗としての断熱性が有効である。

4.2蓄冷材の保冷特性
蓄冷材の温度は蓄冷材の容量・形状により(2)熱抵抗の考え方から熱流束はニュートンの冷却の法則により特性の差異が見られた。容量の小さいものほｑ＝ｈ（01-02）で表される。保冷用容器

ど温度上昇が速く、容量の大きいものほど温の断熱による熱抵抗を考えると一次元的に度上昇が遅い。

－４６－

溺圓釣における編Ａａ』潅F器と:脚艶ﾌﾞの;01用について

しかし、蓄冷材は侵入熱を吸収するので熱すものと想定される。呼吸熱やガス組成によ容量が同じであれば形状による特性差は保冷る青果物生理活性の変化や、輸送振動による性の優劣を示すものではない。温度上昇の早影響などの要因があり、これも今後の研究課

い蓄冷材は侵入した熱を早く吸収し0℃前後題としたい。に精度良<維持するのに適している。また、温度上昇の遅い蓄冷材は保冷容器内を低温に＜引用文献＞保つ時間が長い。

１）斉藤良治､アグリビジネス、８(32130(1993）

また、段ボール箱のように外装材の断熱性

２）打田宏、アグリビジネス、８（32),９５（1993）が低い場合、蓄冷材による特性差は小さい。

３）邨田卓夫、兵藤宏、山脇和樹、田中邦明、園芸

ヘッドスペース温度が上昇し、初期の保冷効学会雑誌、６０(2),６３４（1991）

果は相対的に小さくなる。

４）渡辺兼五、東城清秀、広瀬雅機、藍房和、打田宏､中村洋､"平成3年度第50回農業機械学要旨

5.結論集"、ｐ､195（1991）

５）初谷誠一、“鮮度保持流通技術の実用知識"、流

青果物における保冷用資材の利用は、青果通システム研究センター、ｐｌｌＯ（1993）

物は冷凍品と異なり、保冷する際に０℃を大６）河合保、・93年版農産物流通技術年報岡、流通シきく下回ることはできない。また、青果物はステム研究センター、ｐ､9３（1994）

生理作用を続けており、呼吸熱を出すなど独７）三宮篤寳、“90年版農産物流通技術年報園、流通特の特性がある。そのため青果物個々に適正システム研究センター、ｐ､8６（1991）

な保冷用包装についての設計が必要である。

８）正岡論、月刊紙器・段ボールの技術、８４(2)，そのため、保冷容器の３次元での熱通過の解９８（1989）

析や予冷、出荷、流通を通じての熱工学的な９）五十嵐秀夫、食品流通技術、１８(6),２０５

把握を行いたい。

（1989）

また、今回、供試できなかった外装材とし

10）大畑孝、食品技術、２７（67),７１０（1989）ては、PSP段ボールのフルートの一部を加工

11）打田宏、中村洋、日本包装学会誌、４(1)，1

して熱対流による熱交換を防止した断熱段ボール'３)やフルートがハニカムコア状になっ0995）12〉一色尚次、北山直方、“伝熱工学"、森北出版、た段ボールなどがあり、今後の研究につなげたい。

ｐ､3１（1990）

13）望月紀寿、菅沼広行、斎藤昭三、荻野貞良、杉一方、保冷性能の向上に有効であったフィ

山直人、倉田俊彦、“静岡県富士工業技術セン

ルム包装は、同時に青果物鮮度保持の手法のひとつであるＭＡＰ(ＭＡ包装)効果'４)も考え

ター報告園第２号、ｐ5５（1992）

14）石谷孝佑､渡避好昭､平田孝、“日本包装学会第られ、大きな鮮度保持効果が期待できる。

２回年次大会要旨集"、ｐ､1８（1993）

今回の実験は模擬果実による実験であり、（原稿受付1993年１１月１０日）

実際の青果物の包装においては別の挙動を示（審査受理1994年１１月１１日）－４７－