JP4783477B2 - 栄養富化穀物製造装置及びそれを備えた穀物乾燥施設 - Google Patents

Description

本発明は、穀物のγ−アミノ酪酸含有量を富化させた栄養富化穀物を製造する製造装置、及びそれを備えたカントリーエレベータ等の穀物乾燥施設に関するものである。

γ−アミノ酪酸の摂取は、高血圧の予防や血流の改善の効果があるといわれており、従来、γ−アミノ酪酸を豊富に含む種々の食品が一般に製造されている。穀物を発芽させるとγ−アミノ酪酸の含有量が増加することは周知であり、発芽させた穀物（以下、発芽穀物という）の主に胚芽や外皮等（例えば、玄米では胚芽及び糠層）の表層部においてγ−アミノ酪酸が増加することも知られている。このため、発芽穀物は、胚芽や外皮を残した状態で食用にされている。

また、浸漬を行わず、玄米に対して緩慢な加水を行い常温で調質することによって胚乳部にγ−アミノ酪酸等の機能性成分が増加した米を製造する技術も研究されている（特許文献１）。特許文献１の技術によって機能性成分を増加させられた玄米は、γ−アミノ酪酸を豊富に含有する。

一方、本願出願人は、平均含水率が２０重量％以上の籾を、５２〜８０℃に加熱した後に所定時間にわたって保温する栄養富化処理を行うことによって、籾の胚乳部にγ−アミノ酪酸を顕著に富化させる栄養富化米製造方法を発明した（特許文献２）。特許文献２の栄養富化米製造方法は、発芽にともなう生理作用を利用する従来の発芽玄米の製造方法や特許文献１の技術とは異なり、含水率の高い籾を加熱することによって籾のγ−アミノ酪酸含有量を富化させる。

通常の白米のγ−アミノ酪酸含有量が１．２ｍｇ／１００ｇであるのに対し、特許文献２の技術によれば、平均含水率２０〜２７重量％の籾を原料とし、主にマイクロ波照射装置を使用して籾を５２〜８０℃に加熱して３〜７２０分間にわたって保温する栄養富化処理を行うことにより、籾の胚乳部のγ−アミノ酪酸含有量を６．６〜２０．０ｍｇ／１００ｇに富化させることができる。また、生籾など、平均含水率が２０重量％以上の籾を原料とすれば加水は全く不要である。特許文献２の技術によって得られる米は、胚乳部にγ−アミノ酪酸が富化するため、精米して白米としてもγ−アミノ酪酸を豊富に含有する。

特開２００５−５２０７３号 ＰＣＴ／ＪＰ２００９／０５４９９３

特許文献１の技術は、浸漬によらずにγ−アミノ酪酸含有量が増加した穀物を製造可能であったが、加水や調質のための複雑な設備が必要であった。このため、設備コストが高いことに加えて運用やメンテナンスに手間を要した。

また、栄養富化処理中は、長時間にわたって穀物の含水率の変化を細かく監視して加水や調質の状況をコントロールする必要があった。特許文献１の開示に基いて試算すると、原料に対する加水開始から調質終了までには、およそ１２〜２２時間が必要であり、製造工程の迅速化が求められていた。

さらに、特許文献１の技術によれば、常温での加水処理や調質が長時間に及ぶため、雑菌が繁殖しやすく、出来上がった製品の米に異臭が生じる虞があった。

一方、特許文献２の技術によれば、比較的短時間にγ−アミノ酪酸が富化した穀物（籾）を製造可能であったが、マイクロ波の出力及び照射時間に応じて穀温が変化するため、厳密な温度管理は難しく、栄養富化処理における穀温を正確に調整することが難しかった。従って、特許文献２の技術では、加熱途中に一旦停止して原料を攪拌し穀温を確認するなど、工程中における緻密な温度管理が必要であり、大量生産が困難であった。

そこで、本発明は、上記の実状に鑑み、簡素な設備によって簡単かつ効率的に穀物のγ−アミノ酪酸含有量を富化させることが可能な栄養富化穀物製造装置、及び栄養富化穀物の大量生産を可能とするカントリーエレベータ等の穀物乾燥施設の提供を課題とする。

本発明は、「穀物を加熱する加熱手段と、前記穀物の穀温を計測する穀温センサと、前記穀温が５２℃以上８０℃以下に設定された所定温度となるように加熱手段を制御する加熱制御手段とを具備する」ことを特徴とする栄養富化穀物製造装置である。

ここで、「穀物」とは、穀類に加えて豆類も含めた広義の穀物を示す。

また、加熱手段とは、単に熱を発する熱源を意味するものではなく、種々の部材や装置を熱源に組み合わせたものを含む。すなわち、加熱される穀物を移動させて熱源との距離を変化させることが可能なものや、穀物の移動速度を変化させることが可能なものなど、熱源以外の構成によって加熱状態を調節可能なものであってもよい。加熱制御手段はこうした加熱手段に含まれる種々の構成の動作を制御するものである。

穀温センサ、加熱制御手段は、いずれも一般的な製品を利用可能であり、加熱手段についても遠赤外線放射装置等の公知技術を用いることが可能である。また、穀物のγ−アミノ酪酸含有量を増加させる従来の技術とは異なり給排水設備を必ずしも必要としないので、本発明の栄養富化穀物製造装置は簡素な構成となる。

本発明の栄養富化穀物製造装置によれば、計測された穀温に基き、加熱制御手段が加熱手段を制御して穀温を５２〜８０℃の所定温度に昇温させる。これにより、穀物の胚乳部を含む部位においてγ−アミノ酪酸含有量を富化させる。また、穀温に基いて加熱手段を制御するので、栄養富化処理中の穀温を所定温度にて安定させ、製造された穀物のγ−アミノ酪酸含有量のばらつきが抑制される。

栄養富化処理の所要時間は、穀物（小麦、とうもろこし、籾、大豆など）によって異なる。また、穀物の含水率によっても最適な処理時間は変化し、含水率が高い場合には栄養富化処理の効果が上昇するので比較的短時間の処理でよい。

穀物に吸水させ発芽を促してγ−アミノ酪酸含有量を増加させる従来の技術では、１２〜７２時間という長い処理時間を必要としていたのに対し、本発明の栄養富化穀物製造装置は、必ずしも穀物に吸水させる必要がなく、加熱によって穀物のγ−アミノ酪酸含有量を富化させるので、従来よりも所要時間が短縮される。一例を挙げると、籾を原料としたときにγ−アミノ酪酸含有量を８ｍｇ／１００ｇ以上に増加させるための所要時間は最短で３分である。また、γ−アミノ酪酸含有量は、処理時間が１０分で１２ｍｇ／１００ｇを超え、６０分で２０ｍｇ／１００ｇ前後である。穀物の品種によって栄養富化処理の所要時間は変化するが、籾以外の穀物においても概ね同等の処理時間でγ−アミノ酪酸含有量を富化させることが可能である。

なお、含水率の高い原料穀物は、降雨後等に穀物を収穫することによって容易に得ることができる。また、含水率の低い穀物であっても、水に浸漬して含水率を高めれば栄養富化処理に適したものとすることができる。このとき、発芽可能な温度域から外れた温度の水に浸漬すると、発芽作用による栄養分の消費を防ぐのでさらに好適である。例えば、籾であれば、発芽可能な温度域は、概ね１０〜４５℃とされているので、１０℃以下の冷水、または４５℃以上の温水に浸漬することで発芽させずに含水率を高めて、本発明の栄養富化穀物製造装置の原料として適した穀物とすることができる。

また、本発明の栄養富化穀物製造装置は、「所定の基準含水率を記憶する記憶手段と、栄養富化処理前の前記穀物の含水率を計測する水分計と、前記穀物の含水率が低いことを示す警告を行う警告手段と、計測された前記含水率と前記基準含水率とを比較し、前記含水率が前記基準含水率未満の場合には、前記警告手段に前記警告を行わせる警告制御手段とをさらに具備する」構成とすると好適である。

ここで、記憶手段とは、ハードディスク、メモリカード、ＲＯＭなど種々の方法を示すことができる。また、警告制御手段とともにワンチップのＩＣとして構成されていてもよい。警告制御手段は、加熱制御手段と統合されていてもよい。警告手段としては、液晶画面やＬＥＤによって視覚的に示すものや、スピーカ等の音声で示すものが挙げられる。

基準含水率は穀物の品種によって異なる。籾や玄米の場合を例とすると、平均含水率２０〜３５％の範囲で基準含水率を設定することができる。同様に、小麦の場合は２５〜４０％であり、とうもろこしの場合は３０〜８０％であり、大豆の場合は２５〜５０％の範囲で設定可能である。原料の穀物は高水分状態が望ましいので、基準含水率を設定する範囲としてより好ましくは、籾や玄米の場合は２３〜３２％であり、小麦の場合は３０〜３５％であり、とうもろこしの場合は３５〜８０％であり、大豆の場合は３０〜５０％である。穀物の品種に応じて基準含水率は適宜設定される。

穀物の栄養富化処理における好適な処理時間は原料の含水率によって変化するため、従来は、原料の含水率に応じて加熱状態を調節する必要があった。また、含水率の適否は外観からは判別不能であるので、サンプルを取り出して水分計で計測する必要があったが、大量の穀物を処理する場合には、原料の含水率にむらがあったり、処理を進める間に含水率が変化したりする虞があった。

これに対し、本構成によれば、穀物の含水率が所定の基準含水率未満の場合には、警告表示をして使用者に対して注意を喚起する。これにより、穀物の含水率不足のためにγ−アミノ酪酸含有量が低い製品を製造してしまうことを防止する。当然ながら、警告表示をする際に、あわせて栄養富化処理を中断するようにしてもよい。

また、本発明の栄養富化穀物製造装置は、「加熱された前記穀物を貯留する貯留部をさらに具備する」構成とするとさらに好適である。

加熱手段によって穀物を所定温度に加熱した後、貯留部において貯留させ余熱によって栄養富化処理を進行させることで、エネルギー効率を改善することができる。このとき、貯留部が保温機能を有するものであると熱損失がより小さくなるので、より長時間にわたって余熱で栄養富化処理が進行する。これにより、加熱手段を使用する時間を短縮し、単位時間あたりに加熱処理される穀物を増加させ、製造効率を向上させることができる。

また、本発明の栄養富化穀物製造装置は、「所定の基準含水率を記憶する記憶手段と、栄養富化処理前の前記穀物の含水率を計測する水分計と、前記穀物の含水率が低いことを示す警告を行う警告手段と、胚芽を有する穀物を加熱する加熱手段と、加熱された前記穀物を貯留する貯留部と、該貯留部に配設され前記穀物の穀温を計測する穀温センサと、加熱された前記穀物を前記貯留部に移動させる移送手段と、前記貯留部における貯留の済んだ前記穀物を乾燥させる乾燥手段と、該警告手段、前記加熱手段、前記移送手段及び前記乾燥手段の動作を制御する主制御手段とを具備し、該主制御手段は、計測された前記含水率と前記基準含水率とを比較し、前記含水率が前記基準含水率未満の場合には前記警告手段に前記警告を行わせる含水率チェック処理の制御を行い、前記穀温が５２℃以上８０℃以下に設定された所定温度となるように前記加熱手段を制御して前記穀物を加熱し、加熱された前記穀物を前記貯留部に移動させ所定時間にわたって前記穀物を貯留させ、胚芽を有する穀物のγ−アミノ酪酸含有量を富化させる栄養富化処理の制御を行い、該栄養富化処理の完了した前記穀物を前記乾燥手段で乾燥させる乾燥処理の制御を行う」構成とすることもできる。

本構成の栄養富化穀物製造装置によれば、主制御手段が、加熱手段を制御して穀物を所定温度に加熱し、移送手段を制御して貯留部に移動させて貯留させて栄養富化処理を行う。そして、栄養富化が済んだ穀物を乾燥手段を制御して乾燥させる。栄養富化処理の完了した穀物を穀物乾燥機に移送することなく連続的な工程の中で乾燥させるので、作業者の手間を省き作業時間を短縮する。

また、栄養富化穀物製造装置と乾燥手段とで貯留部を共用するので省スペース化させることができる。また、穀物の乾燥には一般に３０〜４０℃程度の温度による熱風乾燥が行われるが、本構成によれば、加熱手段の熱源と乾燥手段の熱源とを一つの熱源によって兼ねることも可能であり、さらに省スペース化が可能である。例えば、一つの遠赤外線放射装置によって栄養富化処理の加熱と乾燥のための加熱とを行わせるようにしてもよい。

移送手段としては、種々の構成を採用することが可能であり、特に構成が限定されるものではない。移送手段の例としては、ベルトコンベア、スクリュコンベア、バケットコンベア等を例示することができる。また、重力による流下や落下を利用して穀物を移動させるものであってもよい。また、貯留部で貯留が済んだ穀物を、再度加熱処理部に戻して反復して段階的に温度を高めて栄養富化処理を行うようにしてもよい。

本発明の穀物乾燥施設は、「入荷された穀物を乾燥させる穀物乾燥装置と、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の栄養富化穀物製造装置とを具備する」ことを特徴とするものである。

一般に、収穫された穀物は、収穫後まもなくカントリーエレベータ等の穀物乾燥施設に入荷され、貯蔵に適した含水率になるまで乾燥される。収穫期においては穀物乾燥施設に対する入荷が集中するため、乾燥処理を待つ穀物は未乾燥状態で一時貯留が行われている。換言すれば、収穫期の穀物乾燥施設では、乾燥処理を待つ未乾燥の穀物が集積された状態にある。本発明の穀物乾燥施設によれば、このような未乾燥の穀物に対してその場で栄養富化処理を行い、然る後に穀物乾燥装置で乾燥させて貯蔵可能とすることで、効率的に栄養富化穀物を製造することができる。

また、本構成によれば、穀物を乾燥させる前にγ−アミノ酪酸含有量を富化させる栄養富化処理を行うか否かの選択が可能となるので、穀物乾燥施設の各設備の使用状況に応じて最適な方法を選ぶことができる。例えば、穀物乾燥装置の乾燥処理能力に余裕がない場合には、乾燥を待っている穀物に対して栄養富化処理を行うことができる。栄養富化穀物製造装置の処理能力に余裕がない場合には、栄養富化処理を行わずに乾燥させるようにしてもよい。

また、穀物乾燥施設の燃料供給設備等の付随設備を、栄養富化穀物製造装置が共用可能であり、穀物乾燥施設と栄養富化穀物製造施設とが別々に設けられた場合よりも設備コストやランニングコストが低減される。

ところで、栄養富化穀物と、栄養富化処理が行われていない穀物とを外観によって区別することは困難であるので、複数の施設間を移送したりすると途上で受け渡しが生じ、栄養富化穀物とその他の穀物との混同が発生する虞がある。これに対し、本発明の穀物乾燥施設によれば、穀物乾燥施設において栄養富化から乾燥までを一貫して行うことで、栄養富化穀物とその他の穀物との移送途中の混同を防止し、製品管理を容易とする。

このように、本発明によれば、給排水設備を必要としない簡素な設備であって、使用者に緻密な管理を要求することなく簡単かつ効率的に穀物のγ−アミノ酪酸含有量を富化させることが可能な栄養富化穀物製造装置、及びそれを備えたカントリーエレベータ等の穀物乾燥施設を提供することができる。

栄養富化米製造装置の構成を示す幅方向の断面略図である。 栄養富化米製造装置の構成を示す長手方向の断面略図である。 栄養富化米製造装置のブロック図である。 栄養富化処理の制御の流れを示すフローチャートである。 栄養富化処理の流れを示す説明図である。 栄養富化米製造装置の異なる実施形態の構成を模式的に示す説明図である。 栄養富化米製造装置のさらに異なる実施形態の構成を模式的に示す説明図である。 穀物乾燥施設の構成を説明する説明図である。

以下、本発明の栄養富化米製造方法の一実施形態である栄養富化米製造装置１０について、図１〜図５に基き説明する。図１は、栄養富化米製造装置１０の構成を示す幅方向の断面略図である。図２は、栄養富化穀物製造装置１０の構成を示す長手方向の断面略図である。図３は、栄養富化穀物製造装置１０の制御系統の構成を示すブロック図であり、図４は、栄養富化処理の制御の流れを示すフローチャートであり、図５は、栄養富化処理の流れを示す説明図である。なお、栄養富化米製造装置１０の機械的構成は参考例であるが、図４を用いて説明する制御の流れ、及び、図５を用いて説明する栄養富化処理の流れは、本発明の一実施形態である。

図１及び図２に示すように、栄養富化穀物製造装置１０は、従来の穀物乾燥機に似た概略構成となっており、略箱型のケーシング２０の内部に、貯留部２１、加熱処理部２４、排出部２６が、上から下へと順に設けられている。貯留部２１、加熱処理部２４、排出部２６とケーシング２０の外板の間は硬質ウレタンで断熱されている。ケーシング２０の外側に付設されたバケットコンベア３０は、投入ホッパ４１に入れられた穀物を上方に搬送し、上部スクリュコンベア３１を経由して上部の貯留部２１へと投入する。最下部の排出部２６の底部の排出ピット３５には下部スクリュコンベア３８が設けられており、排出部２６内の穀物を、ケーシング２０の外部に設けられたバケットコンベア３０へと送出し、貯留部２１に戻して循環させることが可能に構成されている。ここで、バケットコンベア３０、上部スクリュコンベア３１、及び下部スクリュコンベア３８が、本発明の移送手段に相当する。

貯留部２１は、穀物を貯留する部分であり、貯留部２１の下部は通風乾燥部２２となっている。通風乾燥部２２は、有孔板で形成された断面山状の通風路部材４７を複数備えて構成されている。通風乾燥部２２と加熱処理部２４の境界には、通風乾燥部２２と加熱処理部２４との間を開閉する上部回転弁装置２３が備えられている。通風路部材４７には後述する排気ダクト（図示しない）が接続されており、熱風が供給される。また、通風路部材４７に接続された送風機４４によって通風乾燥部２２の空気は機外へと吸い出される。

加熱処理部２４は、谷状に下方に向かって狭窄する断面形状に形成されており、穀物を徐々に流下させる漏斗状に作用し、穀物の流量を制限し、貯留部２１から流下する穀物を栄養富化処理に適した割合で流下させて栄養富化処理を行うことができる。加熱処理部２４の略中央には、断面略菱形を呈し、下部が有孔部材４９で形成された放射体カバー２７が設けられており、放射体カバー２７の中には筒状の遠赤外線放射体３３が収容されている。放射体カバー２７には給気ファンを備えた給気ダクト（図示しない）が接続されており、中に外気が供給される。通風乾燥部２２から加熱処理部２４に流下した穀物は、放射体カバー２７と内壁２８との間に構成された斜路状の流下路２５を流下する。原料の穀物は、放射体カバー２７が断面略菱形であるので、放射体カバー２７の上に堆積することなく外面に沿って流下し、流下路２５に流入する。流下路２５は、放射体カバー２７の有孔部材４９で形成された部分を囲むようにＶ字状に両側に設けられており、遠赤外線放射体３３の放射する遠赤外線を効率的に利用して穀物を加熱する。流下路２５の幅は約１００ｍｍであり、遠赤外線は流下路２５の中央部を流れる穀物までは到達しないが、斜路状の流下路２５を流下する間に穀粒の向きが変わり、表面部においては攪拌効果が生じ、加熱むらが緩和される。内壁２８の下部は穀粒よりも小さな孔が多数穿設された有孔部材２９で構成されており、加熱処理部排気路３４と連通している。加熱処理部排気路３４は、先述の通風路部材４７に排気ダクト（図示しない）で接続されている。

遠赤外線放射体３３の一端にはバーナ４０が装着されており、バーナ４０は、燃料の灯油を燃焼させ、遠赤外線放射体３３の中に火炎を放射して遠赤外線放射体３３を加熱し遠赤外線を放射させる。遠赤外線放射体３３の他端には、バーナ排気管４３が接続されている。バーナ排気管４３は排気ダクトに接続されており、赤外線放射体３３内部の燃焼排気が通風路部材４７に供給される。バーナ排気管４３の排気ダクト側にはバーナ送風機モータ１９１（図３参照）が駆動するバーナ送風機（図示しない）を備えており、バーナ４０の燃焼排気を排気ダクトへと送る。つまり、バーナ４０の排気及び遠赤外線放射体３３によって生じた熱気は、バーナ排気管４３または加熱処理部排気路３４を経由して排気ダクトへと集められ、通風路部材４７に送られる。なお、排気ダクトには機外に連通する通風孔が設けられており、排気ダクト内と機外との圧力差に応じて空気が出入する。ここで、加熱処理部２４が、本発明の加熱手段に相当する。

バーナ４０の燃料の灯油は、燃料タンク７０に貯められており、燃料ホース７１によって燃料タンク７０とバーナ４０とが接続され、燃料ポンプ（図示しない）によって燃料タンク７０からバーナ４０へと灯油が供給される。また、図示しないが、各モータ等に対する電源は、一般の交流電源を利用する。

加熱処理部２４と排出部２６との境界には、下部回転弁モータ５６によって駆動される下部回転弁装置３７が備えられている。下部回転弁装置３７は、連続して回転して加熱処理部２４と排出部２６との間を間欠的に開閉する。また、下部回転弁装置３７を開放または閉止の位置で停止させることにより、加熱処理部２４と排出部２６との間を開放または閉止した状態に保つこともできる。排出部２６の底部中央には溝状の排出ピット３５が設けられており、排出ピット３５の長手方向に沿って下部スクリュコンベア３８が配設されている。排出部２６に流入した穀物は、傾斜面４８の勾配に従って排出ピット３５へと流入する。

排出ピット３５に流入した穀物は、下部スクリュコンベア３８によってバケットコンベア３０に運ばれ、バケットコンベア３０によって再度上方に搬送される。バケットコンベア３０は、無端のベルトに装着された多数のバケットによって穀物をすくい上げて搬送する構造であり、加熱された穀物の表面に結露を生じたとしても、バケットコンベア３０内で固着してしまって移送不能となることなく安定して穀物を搬送可能である。バケットコンベア３０の内部は、外板内側に備えられた硬質ウレタンで断熱されている。バケットコンベア３０の最上部に到達した穀物は、上部スクリュコンベア３１によりケーシング２０内に移送され、貯留部２１の上部中央に設けられた散布部材３６の上に供給される。散布部材３６は、鉛直方向の軸を中心として回転して遠心力で穀物を貯留部２１の中に散布する。下部スクリュコンベア３８、バケットコンベア３０、上部スクリュコンベア３１、及び散布部材３６は、ギア及びプーリ等によって連結されて駆動力が伝達されるようになっており、循環モータ４５によって駆動されて連動する。

穀物を張込む際には、投入ホッパ４１に穀物が入れられ、バケットコンベア３０によって搬送される。また、穀物を排出する際には、操作部１７０（図３参照）の操作に基き、バケットコンベア３０の上部に備えられたスロワー（図示しない）から穀物を機外に排出する。詳しくは後述するが、操作部１７０には各種スイッチ類が備えられており、穀物の排出以外にも、穀物循環、栄養富化処理、乾燥処理などの操作を操作部１７０で行うことができる。操作部１７０は、操作者に対して各種の情報表示を行うための液晶表示装置１６２、ＬＥＤ１６３、及びスピーカ１６４（いずれも図３参照）とともに、バケットコンベア３０の下部に近接して設けられた操作ボックス１４０に配設されている。

以下、図３に基き、栄養富化穀物製造装置１０の制御機構について説明する。各部の制御を行う主制御手段１５０は、ＣＰＵ１５５、ＲＯＭ１５６、ＲＡＭ１５７、タイマ／クロック１５８、各種の入出力インターフェイス１５９を備えた一般的な機械組込用の制御手段であり、操作ボックス１４０内に配設されている。主制御手段１５０には、入出力インターフェイス１５９を介してモータ駆動手段１８０及びバーナ制御手段１９０が接続されており、各モータ及びバーナ等の機器類を制御する命令が伝達される。

主制御手段１５０には、さらに、メモリカードリーダである記憶装置１６１が接続されており、基準含水率に関する情報のデータベース等、栄養富化穀物製造装置１０の制御に用いる情報を読み出し及び書き込み可能となっている。基準含水率は、とうもろこしのように一般に含水率が高い穀物は高く、籾のように一般に含水率が低い穀物は低くなるように、品種に対応する情報がデータベースに収められている。該データベースに基き、基準含水率は２０〜８０重量％の間で適宜決定される。

操作ボックス１４０には、先述のように操作部１７０が配設されており、操作部１７０からの入力は、入出力インターフェイス１５９を介して主制御手段１５０に伝達される。操作ボックス１４０内には表示制御手段１６０が備えられており、主制御手段１５０の命令に基いて、表示制御手段１６０が液晶表示装置１６２、ＬＥＤ１６３、スピーカ１６４等を制御し、各種の表示態様を液晶表示装置１６２に導出したり、ＬＥＤ１６３を発光させたり、スピーカ１６４から警告音等を発したりさせる。ここで、主制御手段１５０が、本発明の加熱制御手段及び警告制御手段に相当する。また、表示制御手段１６０、液晶表示装置１６２、ＬＥＤ１６３及びスピーカ１６４を組み合わせたものが、本発明の警告手段に相当する。

栄養富化穀物製造装置１０の各部に備えられたセンサ類は、中継端子板１７１を介して主制御手段１５０に接続され、制御に必要な各種の情報を伝達する。すなわち、貯留部２１内には、張込量センサ１７２、水分計１７３、穀温センサ１７５が配設されており、貯留部２１内の穀物の張込量、含水率、穀温を計測する。また、ケーシング２０の外面には外気温センサ１７４が設けられており、ケーシング２０の外の気温を計測する。排気ダクトには熱風温度センサ１７６が配設されており、排気ダクトを経由して通風乾燥部２２に供給される熱風の温度を計測する。

モータ駆動手段１８０は、上部回転弁モータ４２、下部回転弁モータ５６、循環モータ４５、給気ファンモータ５５、及び排気ファンモータ４６の駆動を制御する。ここで、上部回転弁モータ４２及び下部回転弁モータ５６はステッピングモータであり、モータ駆動手段１８０が各回転弁モータの位相を制御することで上部回転弁装置２３及び下部回転弁装置３７の開閉状態を正確に制御することができる。

バーナ駆動手段１９０は、バーナ４０及びバーナ送風機モータ１９１の駆動を制御する。バーナ４０は燃料ポンプ、燃料噴射装置及び着火プラグを備えており、バーナ駆動手段１９０がこれらを制御してバーナ４０の燃焼状態を調節する。

主制御手段１５０は、上記の各センサから得た情報に基き、モータ駆動手段１８０及びバーナ駆動手段１９０に命令を送り、加熱処理部２４に配設された上部回転弁装置２３、下部回転弁装置３７、上部スクリュコンベア３１、下部スクリュコンベア３８、バケットコンベア３０、及びバーナ４０を制御させ、穀温が所定温度になるようにフィードバック制御を行う。

以下、図４及び図５に基き、栄養富化穀物製造装置１０を用いて栄養富化穀物を製造する際の流れを説明する。まず、収穫後に未乾燥であって含水率の高い穀物Ｃ１を張込ホッパ４１に投入し、栄養富化処理を開始する。すなわち、操作部１７０の操作に基き、栄養富化処理を開始すると、上部回転弁装置２３が閉止状態とされ、装置循環モータ４５が作動し、バケットコンベア３０、上部スクリュコンベア３１、散布部材３６、下部スクリュコンベア３８が作動し、投入された穀物を貯留部２１へと搬送し張込みを行う（張込みＳ１）。

ここで、栄養富化処理に使用する穀物は、高水分状態のものが好適であり、籾または玄米の場合は平均含水率２０〜３５％程度であることが望ましい。とうもろこし、小麦、大豆等、他の品種の場合は、基準含水率に関連して先述のように、穀物の種類に応じて好適な含水率の水準が異なるので高水分状態にあるものを適宜使用するが、小麦の場合は平均含水率２５〜４０％、とうもろこしの場合は平均含水率３０〜８０％、大豆の場合は平均含水率２５〜５０％であるものがよい。ただし、いずれの穀物に関してもさらに詳細な品種の違いなどによって多少の違いがある。また、この他の穀物については、それぞれ好適な含水率のものを使用する。いずれの穀物に関しても、収穫直後の高水分状態であるものが特に好適である。原料の含水率が低すぎると、栄養富化処理の効果が低下する。加水によって含水率を高めると、浸漬等の加水のための時間が必要となるので生産効率が著しく低下する。従って、穀物の含水率は上記の範囲にあることが望ましい。

貯留部２１に穀物が張込まれると、張込量センサ１７２によって張込量が計測される。また、穀温センサ１７５及び水分計１７３によって穀温と含水率とが計測される。さらに、外気温センサ１７４によって外気温が計測される（張込量・穀温・水分・外気温計測Ｓ２）。

ここで、各種センサの計測値に基く情報を液晶表示装置１６２に表示する。それに対する使用者による操作部１７０の操作に基き、処理時間、目標穀温等の処理条件を取得する（処理条件取得Ｓ３）。ここで、目標穀温及び処理時間は、５２〜８０℃、３〜７２０分の範囲で使用者が任意に決定可能である。また、穀物の種類を選択すると、外気温及び穀物の含水率に基き、主制御手段１５０は、推奨される温度及び処理時間を液晶表示装置１６２に表示して、好ましい処理条件を示唆する。

さらに、記憶手段１６１が記憶する基準含水率に関する情報のデータベースを参照し、処理条件に対応する所定の基準含水率を抽出する。主制御手段１５０は、計測された含水率と基準含水率との比較を行い、穀物の含水率が基準含水率を上回っているか否かを判定する（Ｓ４）。例えば、処理条件取得Ｓ３において取得した処理条件が、原料は籾、目標穀温６０℃、処理時間３０分間という場合には、該処理条件に対応する基準含水率を抽出し、計測された含水率と比較を行い、穀物の含水率が基準含水率を上回っているか否かが判定される。

含水率の判定の結果、含水率が基準含水率以上であった場合には、加熱処理工程Ｓ１０１を開始する。

含水率の判定の結果、含水率が基準含水率未満であった場合には、含水率不足警告表示Ｓ３１を行う。含水率不足警告表示Ｓ３１では、含水率不足の警告とともに、好適な含水率に対する不足度合いが液晶表示装置１６２に表示され、含水率を補うために望ましい浸漬条件（水温、浸漬時間）の教示が行われる。使用者による警告解除操作Ｓ３４において、処理中断操作が行われた場合には、処理中断の判定を行い（Ｓ３５）、回転弁装置２３，３７を開放状態として張込まれた穀物を全て機外に排出後、循環モータ４５を停止する停止処理Ｓ３６を行って処理を終了する。このとき、使用者は、先の浸漬条件の教示を参考にして浸漬を行って原料の穀物を栄養富化に適した状態とした後に、栄養富化処理を張込みＳ１から再開することができる。警告解除操作Ｓ３４において処理続行操作が行われ処理続行された場合（Ｓ３５）には、そのまま加熱処理工程Ｓ１０１を開始する。

加熱処理工程Ｓ１０１では、まず、バーナ４０及びバーナ送風機モータ１９１を作動させ（加熱手段作動Ｓ５）、上部回転弁装置２３及び下部回転弁装置３７を作動させ、遠赤外線放射体３３の放射する遠赤外線によって、流下路２５を流下する穀物を加熱させる（穀物加熱処理Ｓ６）。加熱処理工程Ｓ１０１では、送風機４４の風量を大幅に低下させ、通風乾燥部２２に対する通風を微弱なものとする。バーナ４０の排気は、バーナ送風機によって送風され、主に排気ダクトの通風孔を経由して機外に排出される。穀物加熱処理Ｓ６が終了し、排出部２６に流下した穀物は、下部スクリュコンベア３８によってバケットコンベア３０へと搬出され、張込みＳ１と同様に揚穀される（揚穀Ｓ７）。揚穀された穀物は貯留部２１に投入され、貯留部２１にて穀温が計測され（穀温計測Ｓ８）、処理条件取得Ｓ３にて設定された目標穀温と計測された穀温が比較される（Ｓ９）。ここで穀温が目標穀温未満であった場合には、穀物加熱処理Ｓ６以下の処理を再度行う。目標穀温以上であった場合には、加熱完了を表示し（Ｓ１０）、加熱処理工程Ｓ１０１を終了する。

次に、上部回転弁装置２３を閉止し（Ｓ１１）、揚穀を続行する（Ｓ１２）ことにより、貯留部２１に穀物が貯留される。このとき、下部スクリュコンベア３８、バケットコンベア３０、上部スクリュコンベア、散布部材３６等によって搬送される間に穀物は攪拌され、加熱むらや水分むらが解消されて栄養富化処理の進行状態が均一化される。貯留部２１に貯留された穀物の量を張込量センサ１７２で計測し、計測結果に基いて略全量が貯留部２１に貯留されたと判定されると、貯留工程Ｓ１０２を開始する。貯留工程Ｓ１０２を開始すると、貯留開始にともないタイマ／クロックカウンタ１５８により貯留工程Ｓ１０２開始からの時間が計測される（貯留開始Ｓ１３）。貯留時間が処理条件取得Ｓ３において設定された所定時間に達するまで貯留は継続される（Ｓ１４）。所定時間が経過すると貯留工程Ｓ１０２が終了し、回転弁装置２３，３７が開放され（Ｓ１５）、栄養富化処理が終了する。こうして栄養富化処理が終了すると、穀物Ｃ１にγ−アミノ酪酸が富化した栄養富化穀物Ｃ２ができる。

ここで、栄養富化穀物製造装置１０を乾燥処理に切換えて栄養富化穀物Ｃ２を循環乾燥させ（乾燥工程Ｓ１０３）、乾燥済み栄養富化穀物Ｃ３とする。乾燥工程Ｓ１０３では、熱風温度センサ１７６によって乾燥運転時の熱風温度が計測され、熱風温度が４０℃前後となるように主制御手段１５０によってバーナ４０が制御され送風機４４によって通風乾燥部２２に通風される。下部スクリュコンベア３８、バケットコンベア３０、上部スクリュコンベア３１、散布部材３６、上部回転弁装置２３、及び下部回転弁装置３７によって穀物が循環させられ、水分計１７３で計測された穀物の含水率が保存に適した含水率となるまで栄養富化穀物Ｃ２は乾燥させられる。

ところで、基準含水率に満たない含水率の穀物を原料とする場合には、加水して含水率を高めてから栄養富化処理を行う。すなわち、図５に示すように、基準含水率に満たない含水率の穀物である乾燥穀物Ｃ１０を浸漬槽等で吸水させた後に水切りし（加水工程Ｓ１００）高水分穀物Ｃ１１とすると、未乾燥の穀物Ｃ１と同様に栄養富化処理が可能となる。

このように、栄養富化穀物製造装置１０は、給排水設備を有さない簡素な構成となっている。また、加水にともなう発芽作用ではなく加熱によって穀物を栄養富化させるので、栄養富化処理は比較的短時間で完了し、穀物の胚乳部を含む部位においてγ−アミノ酪酸含有量を富化させることができる。栄養富化穀物製造装置１０は、主制御装置１５０によって制御され、穀温が設定された所定温度となるように作動する。作業者が工程中の温度調整を行う必要がないので、省力化を果たすとともに、操作ミス等によって栄養富化処理中の穀温が著しく変動して品質を低下させる虞を防ぐことができる。

また、栄養富化処理する所定量の穀物を、貯留部２１及び通風乾燥部２２に最初に張込んでおけるので、作業者が逐次穀物を投入する手間を省く。さらに、栄養富化処理に続いて、穀物を穀物乾燥機に移送することなく連続的な工程の中で乾燥させるので、作業者の手間を省き作業時間を一層短縮する。

さらに、栄養富化穀物製造装置１０によれば、主制御手段１５０が栄養富化処理中の穀温を所定温度にて安定させ、製造される穀物のγ−アミノ酪酸含有量が安定する。また、含水率をチェックして、含水率が低い場合には栄養富化処理の可否に関する警告を発するので、穀物の含水率不足のためにγ−アミノ酪酸含有量が低い製品を製造してしまうことを防止する。

また、栄養富化穀物製造装置１０によれば、遠赤外線で穀物を加熱するため、マイクロ波照射や伝導による加熱と比べて加熱むらが少なく、品質を安定させることができる。また、機体内部で穀物に対する加水を行わないので、湿った穀物が余剰水分のために凝固して内部で詰まる虞を防ぐことができ、メンテナンスの負担を軽減する。

また、遠赤外線放射体３３の周囲を囲むようにＶ字状に穀物の流下路２５が設けられており、放射された遠赤外線の大半が至近距離で穀物に照射されるので、加熱処理におけるエネルギー効率がよい。

さらに、必要に応じて適宜穀物を循環させて加熱処理を行うので、１基の遠赤外線放射体３３を繰返し使用して穀温を高めることができる。また、循環にともなって穀物が攪拌されて加熱むらや遠赤外線の照射度合いのむらが解消されるので、品質が均一化される。

なお、流下路２５の幅は、処理対象の穀物の品種、処理容量、遠赤外線放射体３３の能力等に応じて決定されるものであり、本例に示した寸法に限らず、５０〜１３０ｍｍ程度の範囲で適宜設定してもよい。

次に、本発明の第二の実施形態である栄養富化穀物製造装置２１０について、図６に基き説明する。栄養富化穀物製造装置２１０は、加熱処理ユニット２１１、貯留乾燥ユニット２１２、及び主乾燥ユニット２１３の３ユニットの組合せからなる。加熱処理ユニット２１１は、穀物を加熱処理する部分であり、貯留乾燥ユニット２１２は、１５〜３０℃程度の常温の風で穀物を冷却及び乾燥させる部分であり、主乾燥ユニット２１３は、遠赤外線及び熱風によって穀物をさらに乾燥させる部分である。貯留乾燥ユニット２１２及び主乾燥ユニット２１３は、それぞれ一般的な穀物乾燥機に相当する構造を有する。なお、図示は省略するが、栄養富化穀物製造装置２１０は、栄養富化穀物製造装置１０と同様に、穀温センサ、水分計等の各種センサ、液晶表示装置及びＬＥＤ等の表示手段、操作部及び主制御手段を備える。ここで、加熱処理ユニット２１１が、本発明の加熱手段に相当し、主乾燥ユニット２１３が、本発明の乾燥手段に相当する。

加熱処理ユニット２１１は、第一バケットコンベア２２２を備え、貯留乾燥ユニット２１２は、第二バケットコンベア２２３を備え、主乾燥ユニット２１３は、第三バケットコンベア２２４を備える（第一バケットコンベア２２２及び第二バケットコンベア２２３の下部の図示は省略する）。第一バケットコンベア２２２及び第二バケットコンベア２２３は、高水分状態の穀物を揚穀するので、いずれも送風機（図示しない）によって内部に通風可能となっている。加熱処理ユニット２１１の上部と貯留乾燥ユニット２１２の上部との間には、各バケットコンベアとは独立して作動するモータ（図示しない）で駆動されるスクリュコンベアである第一移送装置２２７が配設されており、加熱処理ユニット２１１から貯留乾燥ユニット２１２へと穀物を移送可能となっている。同様に貯留乾燥ユニット２１２の上部と主乾燥ユニット２１３の上部との間には各バケットコンベアとは独立して作動するモータ（図示しない）で駆動されるスクリュコンベアである第二移送装置２２８が配設されており、貯留乾燥ユニット２１２から主乾燥ユニット２１３へと穀物を移送可能となっている。また、図示は省略するが、操作部、燃料供給系統、電源系統等は栄養富化米製造装置２１０の全体で共用している。

加熱処理ユニット２１１は、ケーシング２２０の中に加熱処理室２２６を有しており、加熱処理室２２６の中には縦長で上部が尖った箱状を呈する放射体カバー２３１が複数配設されている。放射体カバー２３１の中には電気式の遠赤外線放射体２３２が配設されており、内壁２２５の裏側にも同様に遠赤外線放射体２３２が配設されている。詳細な図示は省略するが、放射体カバー２３１及び内壁２２５には多数の穀粒よりも小さな孔が設けられており、遠赤外線を透過させる。内壁２２５の裏側の遠赤外線放射体２３２の外側には、反射部材２２１が設けられており、ケーシング２２０の側に放射された遠赤外線を内側に向けて反射させる。加熱処理室２２６に投入された穀物は、放射体カバー２３１及び内壁２２５の間の流下路２３７を略鉛直方向に流下する。流下路２３７の中間部には、攪拌用の回転弁装置２３８が設けられており、流下途中の穀物を攪拌する。流下路２３７の下端には回転弁装置２３３が設けられており、流下路２３７の下端を開閉して穀物の流下状態を変化させる。これにより、加熱処理ユニット２１１は、穀物を５２〜８０℃の所定温度に加熱可能である。

加熱処理室２２６は、流下路２３７よりも下方で下向きに窄まる形状となっている。また、下部中央には断面略菱形の放射体カバー２３９が設けられており、中に赤外線放射体２３２が配設されている。内壁２２５の傾斜面２３５の外側にも、赤外線放射体２３２が配設されている。放射体カバー２３９及び傾斜面２３５も、穀粒よりも小さな孔が多数設けられており、遠赤外線を透過させる。加熱処理室２２６の最下部には、下部スクリュコンベア２３４が配設されており、穀物を第一バケットコンベア２２２へと搬送する。第一バケットコンベア２２２は、調節弁（図示しない）により、穀物の送出先を第一移送装置２２７に切り替え可能である。

貯留乾燥ユニット２１２は、先述のように一般的な穀物乾燥機と共通した構成であり、内部には、貯留部２４１の下に通風乾燥部２４２及び熱風乾燥部２４３が設けられており、第一移送装置２２７から送り込まれた穀物を通風して乾燥させる。また、穀物を貯留部２４１内に一旦貯留し、余熱で栄養富化を進行させることもできる。なお、熱風乾燥部２４３は、常温の風と熱風とを選択して乾燥させることができる。貯留乾燥ユニット２１２の最下部には、下部スクリュコンベア２４４が配設されており、穀物を第二バケットコンベア２２３へと搬送する。第二バケットコンベア２２３は、調節弁（図示しない）により、穀物の送出先を第二移送装置２２８に切り替え可能である。

主乾燥ユニット２１３も、先述のように一般的な穀物乾燥機と共通した構成であり、内部には、貯留部２５１の下に通風乾燥部２５２及び加熱乾燥部２５３が設けられており、貯留乾燥ユニット２１２によって表面の水分が除去され冷却された栄養富化穀物を第二移送装置２２８から受け入れ、仕上げ乾燥させる。穀物の乾燥時には、第三バケットコンベア２２４によって穀物を循環させ、一般的な穀物乾燥機と同様の運転を行う。

栄養富化穀物製造装置２１０を使用して栄養富化処理を行うときには、まず、原料の穀物を張込ホッパ（図示しない）から投入して第一バケットコンベア２２２によって加熱処理ユニット２１１に送る。加熱処理ユニット２１１の加熱処理室２２６の最上部に送り出された穀物は、流下路２３７を流下する間に遠赤外線放射体２３２によって遠赤外線を照射されて加熱される。流下する穀物は、回転弁装置２３８によって攪拌され、加熱むらや穀粒の固着が解消される。穀物が流下路２３７を流下する速度は、回転弁装置２３８及び回転弁装置２３３によって調整され、流下する速度に応じて穀物に対する加熱時間が変化する。

回転弁装置２３３を通過して下方へと流下した穀物は、さらに遠赤外線で加熱されながら、最下部の下部スクリュコンベア２３４によって加熱処理室２２６から順番に送り出されてゆく。下部スクリュコンベア２３４の穀物を送出する速度の調整によっても加熱時間の調節が行われる。

加熱処理ユニット２１１にて加熱され栄養富化した穀物は、第一バケットコンベア２２２によって揚穀され、第一移送装置２２７で貯留乾燥ユニット２１２へと送出される。第一バケットコンベア２２２の穀物送出先を決定する調節弁及び第一移送装置２２７の運転切換えは、操作者が穀温を確認して操作部で操作して切換えることで行われる。言うまでもなく、穀温に基いて自動的に送出先が切換わるように制御手段が第一バケットコンベア２２２及び第一移送装置２２７を制御するようにしてもよい。

目標の穀温に達して栄養富化処理が終わった穀物は、貯留乾燥ユニット２１２に送られ、一旦貯留される。つまり、貯留乾燥ユニット２１２は停止した状態で貯留部２４１に栄養富化穀物が貯留され、余熱でさらに栄養富化が行われる。貯留乾燥ユニット２１２は、所定時間の経過後に乾燥運転を開始し、穀粒を冷却しながら穀粒表面の水分を蒸発させる。特に、高水分状態で熱せられた穀物は冷却過程で結露を生じさせ得るが、貯留乾燥ユニット２１２は、結露による穀粒表面の微細な水滴を除去しながら冷却する。その後、栄養富化穀物は、第二バケットコンベア２２３及び第二移送装置２２８で主乾燥ユニット２１３に送出され、主乾燥ユニット２１３によって長期保存可能な含水率に乾燥させされる。

栄養富化穀物製造装置２１０によれば、穀物を攪拌しながら遠赤外線放射体２３２によって多方向から遠赤外線を照射し、効率的かつむらなく栄養富化処理することができる。また、流下路２３７の中を上部から下部へと次第に昇温させながら直下方向に流下させるので穀物の固着が生じにくい。流下中に回転弁装置２３８で攪拌することでさらに固着が防がれる。栄養富化処理の済んだ穀物は、貯留された後、貯留乾燥ユニット２１２で通風によって冷却され、品質低下が防止される。

また、栄養富化穀物製造装置２１０によれば、多数の遠赤外線放射体２３２によって穀物を加熱するため、短時間のうちに所定温度まで加熱することができ、高水分状態の穀物を循環させる回数を減少させて各種コンベアへの負担を軽減させることができる。

また、栄養富化穀物製造装置２１０によれば、貯留部２４１で余熱によって栄養富化処理を進行させることで、加熱手段で加熱し続ける場合よりもエネルギー効率を向上させることができる。また、加熱処理が済んだ穀物を貯留部２４１に搬送し、先に加熱処理した穀物を貯留する間にも加熱処理ユニット２１１を続けて使用可能とすることで、単位時間あたりに加熱処理される穀物量を増加させる。

次に、図７及び図８に基き、本発明の第三の実施形態である栄養富化穀物製造装置５３２について説明する。図８に示すように、栄養富化穀物製造装置５３２は、穀物加熱処理装置４１０、保温槽５３４、予備乾燥装置５３５を備えて構成されており、詳しくは後述するが、穀物乾燥施設５００の栄養富化処理場５０３に設置される。なお、図示は省略するが、栄養富化穀物製造装置５３２は、栄養富化穀物製造装置１０と同様に、穀温センサ、水分計等の各種センサ、液晶表示装置及びＬＥＤ等の表示手段、操作部及び主制御手段を備える。

図７に示すように、穀物加熱処理装置４１０は、本体ケーシング４１１の内部にベルトコンベア４１４が配設されており、ベルトコンベア４１４で搬送される穀物を、遠赤外線放射器４１５の遠赤外線、及び湿熱空気供給口４３４から送出される湿熱空気によって加熱処理して栄養富化させるものである。４基のベルトコンベア４１４は、幅方向には相互に整列しており、長手方向には部分的にずれた位置関係であって、上下方向に略等間隔で横設されており、最上部のベルトコンベア４２６上に供給された穀物を上から下へと九十九折状に搬送する。各ベルトコンベア４１４の上方には、遠赤外線放射器４１５、反射傘部材４１６、及び湿熱空気供給口４３４を備える加熱処理ユニット４２０がそれぞれ配設されている。また、本体ケーシング４１１には、投入ホッパ４１３から投入された原料の穀物を最上段のベルトコンベア４２６の上方へと搬送するバケットコンベア４１７が付設されている。最下段のベルトコンベア４２９の下方には、本体ケーシング４１１の外に穀物を運び出し、保温槽５３４へと搬送する搬送コンベア４３６が設置されている。さらに、本体ケーシング４１１外面には、主制御手段等の各種基板を内蔵し操作スイッチやＬＥＤ等を備える操作ボックス４４３が、バケットコンベア４１７に隣接して付設されている。ここで、穀物加熱処理装置４１０が、本発明の加熱手段に相当する。

また、本体ケーシング４１１に対して主給気ダクト４３２及び信号線（図示しない）で接続された空調機４３０が、本体ケーシング４１１から若干離して設置されている。空調機４３０は、送風機、加湿機、及びヒーターを内蔵しており、湿熱空気供給口４３４に５５〜６５℃、相対湿度９０％以上の湿熱空気を供給する。空調機４３０が供給する湿熱空気は、主給気ダクト４３２によって本体ケーシング４１１の中に導入される。図示は省略するが、主給気ダクト４３２は、複数の湿熱空気供給口４３４に夫々接続する給気ダクト４３５に分岐している。空調機４３０には給水管４３１が接続されており、加湿機が使用する水を供給する。

図示は省略するが、穀物加熱処理装置４１０は、本体ケーシング４１１の中の空気を排気するための排気ファンを備え、供給される湿熱空気と略同量の空気を装置内部から排出し、内部の圧力を保持する。

ベルトコンベア４１４は、金属製のベルトを備えた耐熱形ベルトコンベアであり、モータ（図示しない）によって全てのベルトコンベア４１４（４２６〜４２９）が連動して駆動される。ベルトコンベア４１４の下流側端部には、底部側が窄まった筒状を呈し、穀物を次のベルトコンベア４１４に誘導する整流ホッパ４３７が配設されている。整流ホッパ４３７の整流板４３８の下縁部４３８ａは、ベルトコンベア４１４の下流側端部４１４ａの下側に廻り込んでおり、下流側端部４１４ａから落下する穀物は整流板４３８に当接し向きを変えて下方のベルトコンベア４１４上に落下する。

ベルトコンベア４１４の上方には、２基の筒状の遠赤外線放射器４１５が、互いに間隔をおいてベルトコンベア４１４の長手方向に直交する向きで配設されている。遠赤外線放射器４１５の上方には、底面が凹面状に形成された反射傘部材４１６が、ベルトコンベア４１４の長手方向に沿って配設されている。

投入ホッパ４１３に投入された穀物は、バケットコンベア４１７によってケーシング４１１の最上部まで搬送され、最上段のベルトコンベア４２６（４１４）の上方の供給ホッパ４１８に送り込まれる。供給ホッパ４１８は、バケットコンベア４１７が供給する穀物を受け入れ、回転弁装置４４１によって穀物の流量を調節して整流しながら流下させる。供給ホッパ４１８の底部からベルトコンベア４２６上に流下した穀物は、ベルトコンベア４２６〜４２９の順に九十九折状に搬送されてゆく。

最下段のベルトコンベア４２９の下流側から送出された穀物は、さらに下方に配設された搬送コンベア４３６によって保温槽５３４（図８参照）に搬送される。保温槽５３４では穀物は１時間前後にわたって保温された状態で貯留され、γ−アミノ酪酸含有量はさらに富化する。貯留が済んで栄養富化が完了した穀物は、予備乾燥装置５３５によって予備乾燥され、穀粒が湿気で固着しない程度まで水分が除去される。ここで、保温槽５３４が、本発明の貯留部に相当し、予備乾燥装置５３５が、本発明の乾燥部に相当する。

栄養富化穀物製造装置５３２によれば、ベルトコンベア４１４の速度調整によって加熱時間を及び穀温を調整することができ、栄養富化処理の状態を調節することができる。また、穀粒が固着したり詰まったりする虞が低く、穀物が塊となって加熱状態にむらが生じたり、装置内部で穀物が詰まったりする虞を防ぎ、安定して栄養富化穀物を製造可能である。

また、栄養富化穀物製造装置５３２によれば、遠赤外線に加えて湿熱空気によっても穀物を加熱するため、穀物の含水率低下による栄養富化効果の低下を防ぐことができる。

なお、ベルトコンベア４１４として、金属製のベルトを備えるものを示したが、フッ素樹脂等の樹脂製やゴム製であって耐熱性能を有するものであってもよい。

次に、図８に基き、栄養富化米製造装置４１０を備える穀物乾燥施設５００について説明する。穀物乾燥施設５００は、一般にカントリーエレベータと呼ばれるタイプの施設であり、荷受場５０１と、栄養富化処理場５０３と、乾燥・貯蔵場５０４と、籾摺場５０５と、出荷場５０６と、一時貯蔵場５０２とを有し、籾米、小麦、大豆等の穀物の乾燥調製及び栄養富化処理を行う。

荷受場５０１には荷受装置５１１、粗選機５１２、計量機５１３、サンプル採取装置５１４が備えられている。荷受装置５１１は、農業者が入荷した穀物が投入される装置であり、投入された穀物は粗選機５１２、計量機５１３へと順に送られる。

一時貯蔵場５０２には、貯蔵タンク５２１、コンテナ５２２、フレコン置場５２３が備えられている。貯蔵タンク５２１は、穀物を一時貯留させるタンクであり、未乾燥の穀物を通気状態で一時的に貯蔵する。コンテナ５２２は、穀物を収容する専用のコンテナであって、通気性を有している。フレコン置場５２３は、未乾燥の穀物をフレキシブル・コンテナに入れた状態で一時貯蔵する場所である。一時貯蔵の方法は入荷状況等に応じて適宜選択される。

栄養富化処理場５０３には、先述の栄養富化穀物製造装置５３２、及び加水装置５３１が備えられている。加水装置５３１は、穀物を浸漬可能な浸漬槽であり、０〜６０℃の温水及び冷水を供給可能な給水設備を備えている。栄養富化処理を希望する穀物の含水率が基準含水率に満たない場合には、加水装置５３１によって穀物に加水して含水率を高めてから栄養富化処理を行う。加水装置の水温は、栄養富化処理の効果を高めるために、穀物が発芽しない温度域が好適であり、穀物の品種に応じて設定される。籾の場合には、浸漬に適した温度域は低温は０〜１０℃、高温は４５〜５２℃である。

乾燥・貯蔵場５０４には、乾燥機５４２及び多数のサイロ５４１が備えられており、穀物の乾燥調製を行う。籾摺場５０５には、籾摺機５５１が備えられており、籾など、外皮を除去して出荷される穀物に対して外皮を除去する処理を行う。出荷場５０６には、出荷装置５６１が備えられており、製品の出荷を行う。サイロ５４１、乾燥機５４２、籾摺機５５１、及び出荷装置５６１は、いずれも一般の穀物乾燥施設において利用されている設備機器と同等であり、個々の構成についての詳細な説明は省略する。ここで、乾燥機５４２が、本発明の穀物乾燥装置に相当する。

穀物乾燥施設５００に入荷した穀物は、まず、荷受場５０１に搬入され、荷受装置５１１に入れられる。穀物は荷受装置５１１から粗選機５１２に送られて異物やごみが除去された後、計量機５１３に送られて計量される。また、サンプル取出装置５１４にて少量の穀物がサンプルとして採取され、品質チェックにまわされる。

計量が済んで荷受処理が完了した穀物は長期貯蔵のために乾燥調製されるが、入荷が集中して栄養富化穀物製造装置５３２や乾燥・貯蔵場５０４の処理能力を超える分は、一時貯蔵場５０２にて、貯蔵タンク５２１またはコンテナ５２２に入れられたり、フレキシブル・コンテナに入れられた状態でフレコン置場５２３に置かれたりして一時貯蔵される。

栄養富化処理する穀物については、乾燥調製の前に栄養富化処理場５０３に移送して栄養富化穀物製造装置５３２にて栄養富化処理を行う。すなわち、穀物の平均含水率が基準含水率以上であった場合には、穀物加熱処理装置４１０にて加熱処理し、保温槽５３４で約３０分間〜３時間の所定時間にわたって保温してγ−アミノ酪酸含有量を富化させる。穀物の平均含水率が不十分であった場合には、加水装置５３１で加水を行った後に栄養富化処理を行う。栄養富化処理が済んだ穀物は、予備乾燥装置５３５で予備乾燥され、穀粒の表面に付着した水が除去された後、乾燥・貯蔵場５０４に移送される。

乾燥・貯蔵場５０４に搬入された栄養富化穀物は、乾燥機５４２で乾燥調整され、乾燥調製の済んだ穀物は、サイロ５４１で出荷まで貯蔵される。また、栄養富化処理を行わない穀物については、一時貯蔵場５０２からそのまま搬入され、同様に乾燥調製される。

乾燥・貯蔵場５０４に搬入された穀物は、栄養富化処理を行ったものであるか否かというだけでなく、原料穀物の品種、収穫日時、栄養富化処理の方法及び処理時間、処理温度、貯留時間等の条件があわせて記録され、後に参照可能なように電子化されてコンピュータ管理される。これにより、γ−アミノ酪酸含有量や穀粒中のデンプンのアルファ化の度合い等を推計し、栄養富化穀物の品質が精密に管理される。

栄養富化穀物は、出荷されるときにはサイロ５４１から取り出され、出荷場５０６から出荷される。このとき、外皮を除去すべき品種の穀物である場合は、出荷に先立って籾摺場５０５において外皮が除去される。すなわち、栄養富化穀物が籾であるならば、籾摺りによって籾殻が除去され、玄米とされる。

このように、穀物乾燥施設５００によれば、荷受場５０１及び乾燥・貯蔵場５０４を備えており、栄養富化穀物の原料に適した収穫後まもなくの未乾燥の穀物を大量に受け入れ、栄養富化処理後は速やかに乾燥調製を行うことができるため、栄養富化穀物の大量生産に好適である。

ところで、通常は穀物の成熟から数日後に多少乾燥した状態で収穫されるのに対し、栄養富化処理のためには穀物の含水率が高い方が好適である。このため、栄養富化処理用の穀物が早期に収穫されることによって通常の穀物の収穫とは入荷時期がずれ、入荷の集中を緩和することができる。これにより、穀物乾燥施設５００の処理能力に余裕をもたらし、より多くの穀物を受け入れ可能とし、ひいては稼動効率を高めることができる。

栄養富化穀物は、処理が済み次第、乾燥・貯蔵場５０４に移送して乾燥調製される。このとき、複数の施設間を移送したりして受け渡しが生じると、途上で栄養富化穀物とその他の穀物との混同が生じる虞があるが、穀物乾燥施設５００によれば、入荷から出荷まで同一施設内で一貫して管理されるために混同が生じにくい。これにより、管理コストを大幅に低減するとともに、製品の取り違えや栄養富化穀物への通常の穀物の混入など、製品管理上の問題の発生を防ぐ。

さらに、上記実施形態の穀物乾燥施設５００によれば、加水装置５３１によって原料の穀物の含水率を高めて栄養富化処理を行うことができるので、乾燥穀物も栄養富化させることができる。従って、収穫期に限らず、年間を通じて栄養富化穀物を製造可能である。加水装置５３１では、低温による浸漬では、穀物の変性を抑制しながらゆっくりと含水率を高めることができる。高温による浸漬では、穀物の吸水性が低い場合にも比較的短時間で含水率を高めることができる。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良および変更が可能である。

すなわち、加熱手段においては、遠赤外線放射装置以外にも種々の熱源を用いることが出来る。例えば、遠赤外線ではなく波長の短い赤外線を照射するものでもよいし、原料の穀物にマイクロ波を照射するものであってもよく、特に方式が限定されるものではない。

また、加熱手段による穀物の加熱状態の調整方法として、上記の実施形態においては、遠赤外線放射装置の出力を調整するものと、ベルトコンベアの搬送速度や回転弁装置の回転速度の調整によって穀物の加熱時間を調整するものとを示したが、この他の構成にすることも可能である。例えば、遠赤外線放射体と、穀物との間に可動式の遮蔽部材を配設し、遮蔽部材を動かして穀物に対する遠赤外線の照射状態を調整するようにしてもよく、特に構成が限定されるものではない。

また、上記の実施形態では、穀物乾燥施設の例としてカントリーエレベータである穀物乾燥施設５００を示したが、他の種類の穀物乾燥施設であってもよく、例えばライスセンターと呼ばれる小型ビンを備えた穀物乾燥施設や、ラック式穀物乾燥施設であってもよい。必ずしもサイロを備える必要はなく、より小規模な穀物乾燥施設であってもよく、未乾燥の穀物を受け入れて乾燥させる種々の施設に適用することができる。

上記の実施形態では、栄養富化穀物製造装置５３２を備えた穀物乾燥施設５００を示したが、穀物乾燥施設に備えられる栄養富化穀物製造装置は他の形式であってもよく、栄養富化穀物製造装置１０，２１０でもよいし、さらに異なる形式の栄養富化穀物製造装置であってもよい。

また、加水装置５３１が複数の浸漬槽を備えている場合には、低温の浸漬槽及び高温の浸漬槽を用意し、あわせて利用可能としてもよい。これによれば、低温による浸漬と高温による浸漬を組み合わせて行うことができ、品質の低下を防ぎながら浸漬時間の短縮を図ることができる。

１０ 栄養富化穀物製造装置
２１ 貯留部
２２ 通風乾燥部（貯留部、乾燥手段）
２４ 加熱処理部（加熱手段）
３０ バケットコンベア（移送手段）
３１ 上部スクリュコンベア（移送手段）
３８ 下部スクリュコンベア（移送手段）
１５０ 主制御手段（加熱制御手段、警告制御手段）
１６０ 表示制御手段（警告手段）
１６１ 記憶手段
１６２ 液晶表示装置（警告手段）
１６３ ＬＥＤ（警告手段）
１６４ スピーカ（警告手段）
１７３ 水分計
１７５ 穀温センサ
２１０ 栄養富化穀物製造装置
２１１ 加熱処理ユニット（加熱手段）
２１３ 主乾燥ユニット（乾燥手段）
２４１ 貯留部
４１０ 穀物加熱処理装置（加熱手段）
５００ 穀物乾燥施設
５３２ 栄養富化穀物製造装置
５３４ 保温槽（貯留部）
５３５ 予備乾燥装置（乾燥部）
５４２ 乾燥機（穀物乾燥装置）

Claims (5)

1. 穀物を加熱する加熱手段と、
   該加熱手段により加熱された前記穀物を、保温された状態で貯留する保温機能を有する貯留部と、
   該貯留部における貯留の済んだ前記穀物を乾燥させる乾燥手段と、
   前記穀物の穀温を計測する穀温センサの計測に基き、前記穀温が５２℃以上８０℃以下に設定された所定温度となるように前記加熱手段を制御し、前記穀物のγ−アミノ酪酸含有量を富化させる栄養富化処理を行わせると共に、時間を計測する手段の計測に基き、加熱された前記穀物を前記貯留部に貯留させる時間を制御することにより、予熱下で前記穀物のγ−アミノ酪酸含有量を富化させる栄養富化処理を所定時間行わせる制御を行い、前記乾燥手段の制御により、栄養富化処理された前記穀物を乾燥させる主制御手段とを具備し、
   前記貯留部は前記加熱手段に対して前記穀物の移送方向の下流側に設けられ、前記乾燥手段は前記貯留部に対して前記移送方向の下流側に設けられていると共に、前記乾燥手段から前記加熱手段へは前記穀物が移送されない非循環型であり、
   前記加熱手段は、送風装置及び排気装置を備えない空間内で前記穀物を加熱する手段、または、湿熱空気供給口から湿熱空気が供給される空間内で前記穀物を加熱する手段である
   ことを特徴とする栄養富化穀物製造装置。
2. 前記貯留部の空間内に設けられた、通風により前記穀物を乾燥させる通風乾燥部をさらに具備し、
   前記主制御手段は、前記通風乾燥部の制御により、前記穀物を前記貯留部において前記所定時間貯留することにより予熱下で栄養富化処理を行わせる間は前記通風乾燥部を動作させず、前記所定時間の経過後に前記通風乾燥部の動作を開始させ前記穀物を前記貯留部の空間内で乾燥させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の栄養富化穀物製造装置。
3. 前記加熱手段は、前記穀物を加熱する空間内に、前記穀物を搬送する複数のコンベアを具備し、
   複数の前記コンベアは、長手方向の端部の位置をずらして上下に配されており、上側の前記コンベアの端部から下側の前記コンベア上に前記穀物を落下させて前記穀物を搬送する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の栄養富化穀物製造装置。
4. 所定の基準含水率を記憶する記憶手段と、
   栄養富化処理前の前記穀物の含水率を計測する水分計と、
   前記穀物の含水率が低いことを示す警告を行う警告手段とをさらに具備し、
   前記主制御手段は、
   計測された前記含水率と前記基準含水率とを比較し、前記含水率が前記基準含水率未満の場合には前記警告手段に前記警告を行わせる含水率チェック処理の制御を行う
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の栄養富化穀物製造装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の栄養富化穀物製造装置と、
   未乾燥の穀物を貯蔵する一時貯蔵場と、
   未乾燥の前記穀物または前記栄養富化穀物製造装置により栄養富化処理された前記穀物を乾燥させ、乾燥された前記穀物を貯蔵する乾燥・貯蔵場と
   を具備することを特徴とする穀物乾燥施設。

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