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瞬間低温凍結と衝撃波を利用した高効率な米粉製造技術の開発

Research Project

Project/Area Number 23925026
Research Category

Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 農学・水産学
Research InstitutionOkinawa National College of Technology

Principal Investigator

宮藤 義孝  独立行政法人国立高等専門学校機構沖縄工業高等専門学校, 技術支援室, 技術専門職員

Project Period (FY) 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywords米粉 / 衝撃波 / 放電
Research Abstract

米粉の製造は原料の米が硬く,水に浸す湿式が多い.ジェットミル・ピンミルなどで柔らかい米を粉砕して得られる.これらは製造工程で雑菌が増殖する,乾燥させるのにコストが高い,という欠点がある本研究の目的は,米を乾式にて液体窒素内で瞬間低温冷凍したのちに電極間にてコンデンサーに蓄えられた高電圧を水中にて一気に放電することによって発生する衝撃波を米に適用して粉砕(スポーリング破壊)し摩擦熱を加えず,雑菌の繁殖を抑える米粉の製造技術を開発することである.
研究方法は,まず水中衝撃波を利用した米を粉砕する高圧的処理装置を製作した.内部形状は3次元楕円型の空洞形状で,水で満たされており,内部に電極を有する.交流電源100[V]を3500[V]まで昇圧し充電・放電できるコッククロフト-ウォルトン回路にて電極間で放電させ,発生した水中衝撃波の圧縮波・膨張波を内部壁面で繰り返し反射にて増幅させてエネルギを一点に集中させた.その焦点に空気で乾式にて米を送るシリコンチューブが設けられている.米を連続粉砕した後,米粉を分級機にて選別し,粒度分布・走査型電子顕微鏡観察・損傷デンプン率・滅菌の評価をおこなった.
研究成果は,本装置では1回の放電あたり0.034kWh,米粉1kg製造に必要な電力量は1.976kWhであった.従来の方法と比較する大きなコストダウンとなる.滅菌は高圧的処理の米粉とジェットミルでの米粉を比較した結果,大腸菌や土壌菌はスポーリング破壊の作用を受けて破壊され,培養後にはコロニーが形成されなかった黄色ブドウ球菌もコロニー数が5%以下にまで減少した損傷デンプン率を測定したところ、ジェットミルによる米粉が9.2%であったが瞬間的高圧処理による米粉は4.9%と低くなった.走査型電子顕微鏡(SEM)写真から瞬間的高圧製粉による米粉は気流粉砕製米粉よりもデンプン粒子の形状が良好である結果が得られた.

Report

(1 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2011

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Development of the rice-powder manufacturing system using the underwater shock wave2011

    • Author(s)
      K.Shimojima
    • Journal Title

      Proceedings of 4th Yellow Sea Rim Workshop on Explosion, Combustion and other Energetic Phenomena

      Volume: Vol.4 Pages: 17-20

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      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study of the suitable pressure vessel for the rice-powder manufacturing using the underwater shock wave2011

    • Author(s)
      K.Shimojima
    • Journal Title

      ASME Pressure Vessels and Piping Conference, Fluid-Structure Interaction

      Volume: (CD-R)

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      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of the pressure vessel for manufacturing the rice-powder using the underwater shock wave2011

    • Author(s)
      Y.Miyafuji
    • Journal Title

      ASME Pressure Vessels and Piping Conference, Fluid-Structure Interaction

      Volume: (CD-R)

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      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of the Internal Shape of a Pressure Vessel for Manufacturing the Rice-Powder Using Underwater Shock wave2011

    • Author(s)
      Y.Miyafuji
    • Journal Title

      Proceedings of Fifth Yellow Sea Rim Workshop on Explosion, Combustion and other Energetic Phenomena

      Volume: Vol.5 Pages: 36-39

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      2011 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Development of Rice-Powder Manufacturing System using the Momentary High Pressure2011

    • Author(s)
      K.Naha
    • Journal Title

      Proceedings of Fifth Yellow Sea Rim Workshop on Explosion, Combustion and other Energetic Phenomena

      Volume: Vol.5 Pages: 55-58

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      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of food processing container using underwater shock wavecturing System using the Momentary High Pressure2011

    • Author(s)
      H.Maehara
    • Journal Title

      The 4th International Symposium on Energetic Materials and their Applications (ISEM2011)

      Volume: (CD-R)

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      2011 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Sterilization of Bacillus cereus inside the rice powder using the instantaneous high pressure2011

    • Author(s)
      A.Takemoto
    • Journal Title

      Impacts and Explosions, MULTIPHYSICS 2011

      Volume: (CD-R)

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  • [Journal Article] Sterilization of Bacillus cereus inside the rice powder using the instantaneous high pressure2011

    • Author(s)
      K.Shimojima
    • Journal Title

      Impacts and Explosions, MULTIPHYSICS 2011

      Volume: (CD-R)

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  • [Journal Article] Mechanism of the shock wave generation and energy efficiency by underwater discharge2011

    • Author(s)
      O.Higa
    • Journal Title

      Impacts and Explosions, MULTIPHYSICS 2011

      Volume: (CD-R)

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  • [Presentation] 水中衝撃波を用いたサトウキビの抽出量の改善2011

    • Author(s)
      下島賢
    • Organizer
      第21回日本MRS学術シンポジウム
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2011-12-20
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  • [Presentation] 瞬間的高圧処理による米粉製造装置の開発2011

    • Author(s)
      宮藤義孝
    • Organizer
      平成22年度熊本大学総合技術研究会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2011-03-17
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  • [Presentation] 水中衝撃波で試料粉砕をおこなうコンパクトな装置の開発2011

    • Author(s)
      具志孝
    • Organizer
      平成22年度熊本大学総合技術研究会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2011-03-17
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  • [Presentation] 水中衝撃波による高圧的処理を用いた食品の粉砕に関する研究2011

    • Author(s)
      宮藤義孝
    • Organizer
      平成23年度神戸大学実験・実習技術研究会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2011-03-17
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      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2016-04-21  

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