JP6511608B2 - 等方圧加圧装置、およびそれを用いた加圧処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、圧力容器の中に入れられた被処理物を液体の圧力媒体で加圧処理する等方圧加圧装置、およびそれを用いた加圧処理方法に関するものである。

この種の装置には、従来では、例えば下記の特許文献１に記載されたものがある。その従来技術は、次のように構成されている。下端開口が下蓋で閉止された円筒形状の圧力容器の中に水などの圧力媒体とともに被処理物を入れ、上端開口からピストンを押し込むことで圧力容器の中の被処理物を圧力媒体で等方圧にて加圧処理する。ピストンを用いた当該装置は、ピストン直圧式等方圧加圧装置と呼ばれる。上端開口をピストンに代えて上蓋で閉止し、圧力容器の中に外部から圧力媒体を押し込んで被処理物を等方圧にて加圧処理する形式の装置もあり、当該装置は、外部昇圧式等方圧加圧装置と呼ばれる。被処理物としては、金属粉末・セラミック粉末、食品などが挙げられる。金属粉末・セラミック粉末を等方圧にて加圧処理すると、均質な（方向性のない）圧縮成形品が得られる。

特開２０１０−９４７０９号公報

しかしながら、被処理物を等方圧にて加圧処理する上記した装置には次のような解決すべき課題が残されていた。加圧処理の過程で被処理物から異物が生じる。この異物は、比重の小さいものと、比重の大きいものとに大別され、比較的比重の小さい異物は特に問題ないが、比重の大きい異物は、圧力容器のシール部分や増圧機（高圧ポンプ）、減圧弁等に損傷を与える可能性がある。そのため、比重の大きい異物は、圧力容器などの等方圧加圧装置を構成する機器に直接触れにくくする必要がある。なお、金属粉末・セラミック粉末などが被処理物の場合は、生じる異物は、その破片やホコリなどであり、食品が被処理物の場合は、生じる異物は、例えば殻やコケ（貝など殻つきの食品の場合）などである。上記した異物のうち金属粉末・セラミック粉末の破片や貝の殻は、比重の大きい異物であり、ホコリやコケは、比重の小さい異物である。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被処理物から生じる異物を圧力容器などの装置を構成する機器に直接触れにくくすることができる構成を備えた等方圧加圧装置、およびそれを用いた加圧処理方法を提供することである。

本発明に係る等方圧加圧装置は、開口部が軸方向両端に設けられた横置き配置される筒状の圧力容器を備え、当該開口部が閉止された前記圧力容器の中に外部から液体の第１圧力媒体を押し込んで、または、前記圧力容器の中に入れられた液体の第１圧力媒体を前記開口部に挿入したピストンで押圧して、前記圧力容器の中に入れられた被処理物を加圧処理する等方圧加圧装置であって、上部に孔を有し、前記被処理物を収容して前記圧力容器内部に設置されるバケットを備え、前記バケット内には少なくとも第２圧力媒体が入れられ、前記第１圧力媒体の比重は前記被処理物の比重よりも小さく、前記第２圧力媒体の比重は前記第１圧力媒体の比重以上であることを特徴とする。

また、本発明に係る加圧処理方法は、上記した等方圧加圧装置を用いた加圧処理方法であって、前記被処理物および前記第２圧力媒体を前記バケットの中に入れる被処理物収容工程と、前記被処理物および前記第２圧力媒体が入れられた前記バケットを前記開口部から前記圧力容器の中に入れるバケット格納工程と、前記開口部が閉止された前記圧力容器の中に外部から前記第１圧力媒体を押し込んで、または、前記圧力容器の中に入れられた前記第１圧力媒体を前記開口部に挿入したピストンで押圧して、前記バケットとともに前記圧力容器の中に入れられた前記被処理物を加圧処理する加圧処理工程と、加圧処理された前記被処理物が入れられた前記バケットを前記圧力容器の中から取り出すバケット取出し工程と、加圧処理された前記被処理物を前記バケットの中から取り出す被処理物取出し工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、被処理物の比重よりも小さい比重の第１圧力媒体を圧力容器の中に入れ、且つ、第１圧力媒体の比重以上の比重の第２圧力媒体を、上部に孔を有するバケット内に被処理物とともに収容し、このバケットを圧力容器内部に設置するという構成をとることで、被処理物から生じる異物をバケット内に閉じ込めることができ、その結果、圧力容器などの装置を構成する機器に異物を直接触れにくくすることができる。これにより、圧力容器などの機器が被処理物から生じる異物で損傷することを防止することができるのである。

本発明の一実施形態に係る等方圧加圧装置を示す斜視図である。 図２Ａは、バケットの平面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＸ−Ｘ断面図である。 バケットを回転装置とともに示す断面図であり、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃとしてバケットを軸回転させる（裏返す）方法を計３例示している。 牡蠣および塩水が入れられたバケットが圧力容器の中に入れられて当該圧力容器に真水が注入された状態を示す断面図であり、図４Ａは圧力容器内に圧がかけられていない状態を示し、図４Ｂは圧力容器内に圧がかけられている状態を示す。 図２に示すバケットの変形例を示す図であり、図５Ａは、バケットの平面図であり、図５Ｂは、図５ＡのＹ−Ｙ断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、処理対象である被処理物を殻つきの牡蠣（食品）としているが、当該牡蠣は処理対象である被処理物の一例であり、処理対象である被処理物は、牡蠣に限定されるものではない。牡蠣以外の食品であってもよいし、金属粉末・セラミック粉末といった無機物（無機粉末）を被処理物としてもよい。

（等方圧加圧装置の構成）
図１に基づき、本発明の一実施形態に係る等方圧加圧装置１００の構成について説明する。本発明の一実施形態に係る等方圧加圧装置１００は、横置き配置される円筒形状の圧力容器１、プレスフレーム２、タンク３ａを有する給排水ユニット３、高圧ポンプユニット４、これらを制御する制御盤５、処理対象である牡蠣が入れられるバケット６などから構成される。バケット６は、供給コンベア７にて圧力容器１の中に入れられ、排出コンベア８にて圧力容器１の外へ出される。また、圧力容器１は、スライド装置９にてプレスフレーム２内と、コンベア７，８側との間を移動させられる。

圧力容器１の軸方向両端に設けられた開口部１ａ、ｂは、プレスフレーム２に取り付けられた第１蓋１０、第２蓋１１で閉止されるようになっている。図１に示したように、第２蓋１１は、大径部１１ｂ（鍔部）と小径部１１ａとを有し、圧力容器１の開口部１ｂに、小径部１１ａが保密状に挿入される。第１蓋１０の構成は、第２蓋１１と同じであり、圧力容器１の開口部１ａには、第１蓋１０の小径部１０ａが保密状に挿入される。開口部１ａ、ｂが蓋１０、１１で閉止された状態で、タンク３ａに蓄えられている第１圧力媒体としての真水が高圧ポンプユニット４により圧力容器１の中に押し込まれ、圧力容器１の中の被処理物（本実施形態では、牡蠣Ｏ（図４Ａ参照））が等方圧にて加圧処理される。すなわち、等方圧加圧装置１００は、圧力容器の中に外部から第１圧力媒体を押し込んで被処理物を等方圧にて加圧処理する外部昇圧式等方圧加圧装置の一つである。なお、高圧ポンプユニット４からの真水は、例えば第１蓋１０に形成された注入通路（不図示）より圧力容器１の中に押し込まれる。

なお、ピストン直圧式等方圧加圧装置を用いてもよい。この場合、例えば第２蓋１１がピストンとなる。第２蓋１１の小径部１１ａの長さは設計により決定される。第１蓋１０で開口部１ａが閉止された状態で、もう一方の開口部１１ｂから油圧シリンダ（不図示）などでピストン（第２蓋１１の小径部１１ａ）が押し込まれることで圧力容器１の中の被処理物は圧力媒体で等方圧にて加圧処理される。

バケット６について説明する。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、バケット６は、軸方向両端が閉止されるとともに上部が開口する円筒形状のバケット本体１２と、ヒンジ１４を介してバケット本体１２の上部に取り付けられる断面円弧形状の蓋体１３とで構成される。蓋体１３には、複数の孔１３ａがあけられている。なお、バケット６の変形例に係るバケット１８を図５Ａおよび図５Ｂに示している。図５Ａおよび図５Ｂに示したように、複数の孔１９ａを有する蓋体１９は、平らな板形状とされている。このように、断面円弧形状の蓋体１３に代えて平らな板形状の蓋体としてもよい。また、蓋体１９は、ヒンジを介してバケット本体１２に取り付けられるのではなく、単に、バケット本体１２の上に載せられているのみである。このように、バケット本体１２の上部に着脱自在に取り付けられる蓋体１９であってもよい。

排出コンベア８の下流側には、図３Ａに示すローラ１５が配置される。排出コンベア８にて圧力容器１の中から取り出されたバケット６は、排出コンベア８で運ばれて図３Ａに示すように左右一対のローラ１５の上に載置される（図３Ａに示す状態）。この状態でバケット６は、機械的に（動力を使って）または人力でその軸心まわりに１８０°回転させられる。すると、図３Ａ中の右に示したように、蓋体１３は自重でヒンジ１４まわりに回転して開く。ローラ１５は、圧力容器１の中から取り出したバケット６を回転させるための回転装置の一例である。

バケット６を回転させるための上記以外の方法（装置）を図３Ｂ、図３Ｃに示している。図３Ｂに示す回転装置１６は、バケット６の蓋体１３の寸法分、上部が開口した、バケット本体１２よりも径が一回り大きい円筒形状のバケット保持体１６ａと、バケット保持体１６ａの外面に固定された回転支点部材１６ｂとで構成される。なお、回転支点部材１６ｂは、動かない静止物に固定される。前記したローラ１５と同様、回転装置１６は、排出コンベア８の下流側に配置される（図３Ｃに示す回転装置１７についても同様）。

排出コンベア８にて圧力容器１の中から取り出されたバケット６は、バケット保持体１６ａの中に入れられる（図３Ｂ中の左の状態）。この状態でバケット保持体１６ａは、機械的に（動力を使って）または人力で回転支点部材１６ｂまわりに１８０°回転させられる（ひっくり返される）。すると、蓋体１３は自重でヒンジ１４まわりに回転して開く（図３Ｂ中の右の状態）。バケット本体１２とバケット保持体１６ａとは、その接触摩擦力により、大きく相対移動することはない。なお、バケット保持体１６ａに対してバケット本体１２が動かないように、バケット本体１２とバケット保持体１６ａとは、一時的に相互に連結されてもよい。

次に、図３Ｃに示す回転装置１７は、バケット本体１２よりも径が一回り大きい断面円弧形状の一対のバケット保持体１７ａと、バケット保持体１７ａとバケット本体１２との間に配設される複数のローラ１７ｂとで構成される。なお、一対のバケット保持体１７ａは、動かない静止物に固定される。

排出コンベア８にて圧力容器１の中から取り出されたバケット６は、回転装置１７の中に入れられる（図３Ｃ中の左の状態）。この状態でバケット６は、機械的に（動力を使って）または人力でその軸心まわりに１８０°回転させられる。すると、図３Ｃ中の右に示したように、蓋体１３は自重でヒンジ１４まわりに回転して開く。

（等方圧加圧装置を用いた牡蠣の加圧処理方法）
図１、図４Ａ、図４Ｂ等を参照しつつ、等方圧加圧装置１００を用いた牡蠣Ｏの加圧処理方法について説明する。

バケット６の蓋体１３を開いて、牡蠣Ｏとともに第２圧力媒体としての塩水（塩水は、真水よりも比重が大きい）をバケット本体１２の中に入れる。このとき、牡蠣Ｏが塩水の中に完全に水没するよう、十分な量の塩水をバケット本体１２の中に入れる（被処理物収容工程）。塩水として、例えば海水を用いるが、海水に限られることはない。

牡蠣Ｏおよび塩水が入れられたバケット６を、圧力容器１の開口部１ａから圧力容器１の中に入れる（バケット格納工程）。そして、プレスフレーム２の方向へ圧力容器１をスライド移動させ、油圧シリンダ（不図示）などで第１蓋１０および第２蓋１１を動かして、圧力容器１の開口部１ａ、１ｂを第１蓋１０および第２蓋１１でそれぞれ閉止する。

次いで、給排水ユニット３を動作させ、圧力容器１の中に真水５１を注入する。圧力容器１の中に真水５１が注入された状態を図４Ａに示している。塩水５２は、真水よりも比重が大きいためバケット６の中に収容された状態を保つので、牡蠣Ｏはバケット６内で塩水５２に浸った状態を保つ。そして、高圧ポンプユニット４を動作させ、圧力容器１の中に真水５１を押し込んで、牡蠣Ｏを等方圧にて所定の時間、加圧する（加圧処理工程）。この状態を図４Ｂに示している。バケット６の内外は、孔１３ａで連通しているので圧力は確実に牡蠣Ｏに作用する。

加圧処理が完了すると、第１蓋１０および第２蓋１１を圧力容器１に対して後退させることで蓋１０、１１を外し、圧力容器１をコンベア側へスライド移動させる。そして、加圧処理された牡蠣Ｏが入れられたバケット６を圧力容器１の中から取り出す（バケット取出し工程）。

排出コンベア８にて左右一対のローラ１５（図３Ａ参照）の上にバケット６を載置する。そして、機械的に（動力を使って）または人力でバケット６をその軸心まわりに１８０°回転させることでバケット６を裏返す。すると、図３Ａ中の右に示したように、蓋体１３は自重でヒンジ１４まわりに回転して開く。これにより、加圧処理された牡蠣Ｏは、塩水５２とともにバケット本体１２の中から落下して取り出される（被処理物取出し工程）。

上記した加圧処理により牡蠣Ｏは病原菌の滅菌やウイルスの不活性化がなされ、且つ殻が剥がれやすくなる。また、第２圧力媒体としての塩水５２は、バケット６の中に収容された状態を保つので、圧力容器１の内面、高圧ポンプユニット４を構成するポンプなどの機器に、塩水５２が接触することはほとんどないので、塩水５２に含まれる塩分でこれらの機器が腐食することを防止できる。また、バケット６の中に牡蠣Ｏが収容された状態を保つので剥がれた殻もバケット６の中に収容された状態を保つ。そのため、牡蠣Ｏの殻が圧力容器に直接触れたり、高圧ポンプユニット４を構成するポンプなどの機器に混入したりすることを防止できる。

（変形例）
上記した実施形態では、第１圧力媒体として真水を用い、第２圧力媒体として真水よりも比重が大きい塩水を用いる例、すなわち、第２圧力媒体として第１圧力媒体の比重よりも大きい比重の圧力媒体を用いる例を示したが、第２圧力媒体の比重は、第１圧力媒体の比重と同じであってもよい。図４Ａを参照しつつ説明するに、第２圧力媒体の比重が第１圧力媒体の比重よりも小さい場合には、バケット６の孔１３ａからバケット６外へ第２圧力媒体が出てしまうことが考えられるが、第１圧力媒体の比重と第２圧力媒体の比重とが同じであれば、バケット６内に入れられた第２圧力媒体は、第１圧力媒体による加圧処理の過程で、バケット６の外へは容易に出ないからである。バケット６の外へ第２圧力媒体が容易に出ないということは、被処理物からの異物もバケット６の外へ出にくいということである。

また上記した実施形態では、第２圧力媒体として塩水（塩分を含む水）を用いているが、真水の比重以上の比重の浸透液を用いてもよい。また、牡蠣Ｏの塩分調整を行いたい場合には、塩分を調整した塩水を用いてもよい、さらには、牡蠣Ｏへの香り付けを行いたい場合は、真水の比重以上の比重の香料を添加した水（香料を含む水）を用いてもよい。また、第１圧力媒体としては安価な真水が適しているが、単なる真水に代えて、オゾン殺菌された水などを用いてもよい。

バケット６の中へ塩水を入れるのは、人力で行う（人が行う）ことを基本とするが、人力に代えて自動でバケット６の中へ塩水を入れるようにしてもよい。この場合、前記した制御盤５により、バケット６の中への塩水の注入をコントロールすることになる。すなわち、制御盤５に、バケット６への塩水の注入タイミング、その注入量を制御する機能を持たせてもよい。

（作用・効果）
本発明に係る等方圧加圧装置およびそれを用いた加圧処理方法によれば、圧力媒体として１種の液体のみを用いるのではなく、被処理物の比重よりも小さい比重の第１圧力媒体、および当該第１圧力媒体の比重以上の比重の液体である第２圧力媒体というように２種の圧力媒体を用い、この第１圧力媒体を圧力容器の中に入れ、且つ、上部に孔を有するバケット内に被処理物とともに第２圧力媒体を収容してこのバケットを圧力容器内部に設置している。第１圧力媒体の比重が被処理物の比重よりも小さいことで、被処理物およびそれから生じる異物はバケットの外へ出にくい。また、第２圧力媒体の比重を第１圧力媒体の比重以上とすることによっても、被処理物およびそれから生じる異物はバケットの外へ出にくい。そのため、被処理物から生じる異物をバケット内に閉じ込めることができ、圧力容器などの装置を構成する機器に異物を直接触れにくくすることができる。これにより、圧力容器などの機器が被処理物から生じる異物で損傷することを防止することができる。

また、圧力容器の中に直接被処理物を入れるのではなく、バケットに入れた状態で圧力容器の中に被処理物を入れるので、被処理物のハンドリング性に優れる。また、被処理物が食品である場合には、バケット内の圧力媒体（第２圧力媒体）を食品加圧処理毎に毎回容易に排出することができるので衛生面でも優れる。

ここで、バケットに関しては、被処理物および第２圧力媒体が入れられるバケット本体と、ヒンジを介してまたは着脱自在にバケット本体の上部に取り付けられる孔を有する蓋体とで構成されるバケットとし、且つ、圧力容器の中から取り出したバケットを軸回転させるための回転装置を等方圧加圧装置が備えることが好ましい。これによると、加圧処理された被処理物を圧力容器の中から容易に取り出すことができる。

被処理物が食品である場合には、塩分または香料を含む水を第２圧力媒体として用いることが好ましい。第２圧力媒体として塩分を含む水や香りを付けた水を用いると、塩分の効いた風味や香りを食品に付けることができ、食品の商品価値を向上させることができる。また、この場合、圧力媒体に塩分等が含まれれば圧力容器、高圧ポンプ、減圧弁などの等方圧加圧装置を構成する機器の耐久性が低下するという不具合が考えられるが、本発明によれば第２圧力媒体はバケットの外へ出にくいので、このような不具合は生じにくい。

以上、本発明の実施形態およびその変形について説明したが、その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。

１：圧力容器
１ａ、１ｂ：開口部
２：プレスフレーム
３：給排水ユニット
４：高圧ポンプユニット
５：制御盤
６：バケット
１０：第１蓋
１１：第２蓋
１２：バケット本体
１３：蓋体
１３ａ：孔
１４：ヒンジ
１５：ローラ（回転装置）
５１：真水（圧力媒体）
５２：塩水（第２圧力媒体）
１００：等方圧加圧装置
Ｏ：牡蠣（食品）

Claims (6)

1. 開口部が軸方向両端に設けられた横置き配置される筒状の圧力容器を備え、当該開口部が閉止された前記圧力容器の中に外部から液体の第１圧力媒体を押し込んで、または、前記圧力容器の中に入れられた液体の第１圧力媒体を前記開口部に挿入したピストンで押圧して、前記圧力容器の中に入れられた被処理物を加圧処理する等方圧加圧装置であって、
   上部に孔を有し、前記被処理物を収容して前記圧力容器内部に設置されるバケットを備え、
   前記バケット内には少なくとも第２圧力媒体が入れられ、
   前記第１圧力媒体の比重は前記被処理物の比重よりも小さく、
   前記第２圧力媒体の比重は前記第１圧力媒体の比重以上であることを特徴とする、等方圧加圧装置。
2. 請求項１に記載の等方圧加圧装置において、
   前記バケットは、
   前記被処理物および前記第２圧力媒体が入れられるバケット本体と、
   ヒンジを介してまたは着脱自在に前記バケット本体の上部に取り付けられる前記孔を有する蓋体と、
   を備え、
   前記圧力容器の中から取り出した前記バケットを軸回転させるための回転装置をさらに備えることを特徴とする、等方圧加圧装置。
3. 請求項１または２に記載の等方圧加圧装置において、
   前記第２圧力媒体が塩分または香料を含む水であるとともに、前記被処理物が食品であることを特徴とする、等方圧加圧装置。
4. 請求項３に記載の等方圧加圧装置において、
   前記被処理物が殻つきの食品であることを特徴とする、等方圧加圧装置。
5. 請求項１に記載の等方圧加圧装置を用いた加圧処理方法であって、
   前記被処理物および前記第２圧力媒体を前記バケットの中に入れる被処理物収容工程と、
   前記被処理物および前記第２圧力媒体が入れられた前記バケットを前記開口部から前記圧力容器の中に入れるバケット格納工程と、
   前記開口部が閉止された前記圧力容器の中に外部から前記第１圧力媒体を押し込んで、または、前記圧力容器の中に入れられた前記第１圧力媒体を前記開口部に挿入したピストンで押圧して、前記バケットとともに前記圧力容器の中に入れられた前記被処理物を加圧処理する加圧処理工程と、
   加圧処理された前記被処理物が入れられた前記バケットを前記圧力容器の中から取り出すバケット取出し工程と、
   加圧処理された前記被処理物を前記バケットの中から取り出す被処理物取出し工程と、
   を備えることを特徴とする、等方圧加圧装置を用いた加圧処理方法。
6. 請求項５に記載の等方圧加圧装置を用いた加圧処理方法であって、
   前記被処理物取出し工程において、前記バケットを軸回転させることで前記バケットを裏返し、前記バケットのバケット本体の上部にヒンジを介して取り付けられた前記孔を有する蓋体を自重でヒンジ回りに回転させることで、加圧処理された前記被処理物を前記バケットの中から落下させて取り出すことを特徴とする、等方圧加圧装置を用いた加圧処理方法。

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