CN105855010A - 气流粉碎设备以及使用该气流粉碎设备的低温粉碎方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气流粉碎设备和使用该气流粉碎设备的低温粉碎方法，能够将大豆这样的谷物在不发生热变性的前提下微粉碎成规定粒度。本发明的气流粉碎设备具备：气流粉碎机，在包含圆筒状主体(7)和锥状前盖(8)的外壳(9)的内部，设置有高速旋转的2个旋转翼(15，16)；原料供给机，从圆筒状主体的背面侧连续供给原料；吸引装置，从锥状前盖的前部吸引回收粉碎物。在外壳上设置有能够将粉碎温度抑制在55℃以下的冷却机构。冷却机构例如为使冷却液循环的冷却液流路(26)。

Description

气流粉碎设备以及使用该气流粉碎设备的低温粉碎方法

技术领域

本发明涉及适用于将大豆及其它谷物类粉碎的气流粉碎设备以及使用该气流粉碎设备的低温粉碎方法。

背景技术

例如为了由大豆制造饮料用豆浆，将大豆粉碎，投入温水中，使大豆蛋白等营养成分溶出。为了使豆浆饮料不太粉、无粗涩感，必须将大豆微粉碎至规定粒度以下。

一直以来为了粉碎大豆及其它谷物类，一般使用销棒粉碎机、锤磨、轴流磨等。但是，通过这些粉碎机难以得到粗粉少且粒度分布窄的粉碎物。另外，通过这样的粉碎机，几乎不可能将生大豆这样大量包含脂质的原料微粉碎。

作为将颗粒微细化的装置，人们开发出利用高压的压缩空气、蒸汽的喷射磨等气流粉碎机(例如专利文献1)。喷射磨利用高压的空气、蒸汽，使颗粒碰撞碰撞而微细化。这样的气流粉碎机被有效用于医药品、调色剂的微细化。但是，因为需要大量高压的空气等，所以需要大型高压压缩机等设备，并且因为粉碎能力低，所以粉碎成本相对增加。因此，虽然适合医药品这样的高价产品的粉碎，但是不适合粉碎普通的食品原料。

因此，作为适于粉碎食品原料的粉碎机，人们开发了在外壳的内部设置有高速旋转的2个旋转翼的气流粉碎机(例如专利文献2)。该结构的气流粉碎机在2个旋转翼之间产生强离心气流，通过该气流使粉碎物彼此剧烈碰撞碰撞而进行微粉碎，从外壳的前端进行吸引而取出粉碎物。

但是，为了消除豆浆的粗涩感而将大豆微粉碎至平均粒径为20～40μm、100μm通过率为95％(95％通过网眼100μm的筛)的程度，需要提高旋转翼的旋转速度，使颗粒彼此相当剧烈地碰撞碰撞。因此，碰撞产生摩擦热，无法避免粉碎温度上升。特别是在想要将大豆这样的脂质多的谷物类微粉末化的情况下，存在温度上升导致脂质渗出而难以粉碎，并且蛋白质的溶解性降低，粘度升高，成为太粉的风味等问题。

应予说明，因为生大豆等除了脂质还含有水分，所以粉碎时水分蒸发，蒸发潜热导致外壳内部被冷却。但是，因为蒸发潜热也随大豆的含水率、粉碎时的气温和湿度而大幅波动，所以不容易使粉碎物的品质稳定。

另外，大豆等根据品种的不同而成分不同，即使是同一品种，颗粒的大小、含有成分也存在差异。特别是因为脂质、糖质的差异对粉碎条件有显著影响，所以很难微粉碎成稳定的粒度分布。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平1－124361号公报

专利文献2：日本特开2011－206621号公报

发明内容

因此，本发明的目的是解决上述的现有问题，提供能够将大豆这样的谷物在不发生热变性的前提下微粉碎成规定粒度的气流粉碎设备和使用该气流粉碎设备的低温粉碎方法。

为了解决上述课题而实施的技术方案1的气流粉碎设备，具备：气流粉碎机，在包含圆筒状主体和锥状前盖的外壳的内部，设置有高速旋转的2个旋转翼；原料供给机，从圆筒状主体的背面侧连续供给原料；吸引管道，从锥状前盖的前部吸引回收粉碎物；其特征在于，所述外壳具备能够将粉碎温度抑制在55℃以下的冷却机构。另外，根据技术方案2，能够使冷却机构为使冷却液在冷却液流路中循环的冷却套结构。

另外，为了解决上述课题而实施的技术方案3的低温粉碎方法的特征为：使用技术方案1或2所述的气流粉碎设备，边以气流粉碎机的动力马达的电流值为参数，对原料供给机的供给量进行反馈控制，边进行粉碎。

另外，技术方案4的低温粉碎方法的特征为：使用技术方案1或2所述的气流粉碎设备，边以外壳的内部温度为参数，对原料供给机的供给量进行反馈控制，边进行粉碎。另外，技术方案5的低温粉碎方法的特征为：使用技术方案1或2所述的气流粉碎设备，边将冷风或除湿空气与原料一同供给，边进行粉碎。另外，根据技术方案6，优选进行反馈控制，使得吸引管道的吸引风量恒定。

本发明的气流粉碎设备因为在外壳上设置有能够将粉碎温度抑制在55℃以下的冷却机构，所以，能够将大豆这样的谷物在不发生热变性的前提下微粉碎成规定粒度。特别是根据技术方案2，作为冷却机构使用使冷却液在冷却水流路中循环的冷却套，例如使10℃以下的冷却水、防冻液循环，由此能够有效地抑制热变性。

另外，本发明的低温粉碎方法使用在外壳上设置有能够将粉碎温度抑制在55℃以下的冷却机构的气流粉碎机，并且以气流粉碎机的动力马达的电流值为参数或者以外壳的内部温度为参数，对原料供给机的供给量进行反馈控制。通过该控制对粉碎时的摩擦热的发生量进行抑制，能够更有效地抑制热变性，并且通过供给最适量的原料，能够提高粉碎效率。

另外，根据技术方案5，通过边将冷风或除湿空气与原料一同供给，边进行粉碎，能够不受外部气体温度的影响地将原料低温粉碎。在任一情况下，均可通过进行反馈控制，使得吸引管道的吸引风量恒定，由此能够使粉碎粒度恒定。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的整体图。

图2是实施方式的气流粉碎机的水平剖视图。

图3是表示本发明的第二实施方式的整体图。

图4是表示本发明的第三实施方式的整体图。

符号说明

1原料料斗

2原料供给机

3气流粉碎机

4吸引管道

5粉碎物回收料斗

6控制装置

7圆筒状主体

8锥状前盖

9外壳

10旋转轴

11带轮

12动力马达

13驱动带轮

14带

15第一旋转翼

16第二旋转翼

17锥形部

18锥形部

19原料供给口

20小料斗

21空间

26冷却液流路

28控制盘

29冷风发生器

30温度传感器

31吸引用鼓风机

32风量计或风压计

33风量控制器

34袋式过滤器

35管道

36容器

具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行说明。

图1是本发明的第一实施方式的说明图，1是原料料斗，2是原料供给机，3是气流粉碎机，4是吸引管道，5是粉碎物回收料斗。应予说明，各实施方式中使用的原料是大豆，但也可以为小豆、米等其它谷物类。

作为原料的大豆被从原料料斗1投入设置在其下方的原料供给机2中，进而被供给到气流粉碎机3。原料供给机2是振动式的定量供给装置，如后所述，其原料供给量被控制装置6控制。

图2给出气流粉碎机3的详情。该气流粉碎机3具有包含圆筒状主体7和锥状前盖8的外壳9。在外壳9的内部设置有悬臂结构的旋转轴10，在其端部固定有带轮11。12是动力马达，在固定于其输出轴的驱动带轮13和带轮11之间卷挂带14，由此驱动旋转轴10。

在该旋转轴10上安装有2个旋转翼。第一旋转翼15配置在外壳9的圆筒状主体7的内部，第二旋转翼16配置在外壳9的锥状前盖8的内部。如图2所示，第二旋转翼16的前端面为与锥状前盖8的锥形部18相同角度的倾斜面。应予说明，这些旋转翼15、16均为前端侧在圆周方向被分割的分割桨叶，其分割数优选为3～8。

在圆筒状主体7的侧壁形成有原料供给口19，从配置在原料供给机2的出料侧的小料斗20向外壳9的内部供给原料。原料被以3000～8000rpm高速旋转的第一旋转翼15粗粉碎，并进入被第一旋转翼15和第二旋转翼16包夹的空间21。在该空间21内形成有强离心气流，被粗粉碎的颗粒彼此剧烈碰撞，实施气流粉碎。结果，颗粒成为微粉末，从第二旋转翼16和锥状前盖8的间隙移动到锥状前盖8的内部。如图1所示，在锥状前盖8的前端连接有吸引管道4，微粉末通过吸引管道4被吸引，并被回收到粉碎物回收料斗5中。

应予说明，只要改变第二旋转翼16和锥状前盖8的内周面之间的间隙，就能够对分级性能进行调整。

本发明中为了进行低温粉碎，对气流粉碎机3做了以下改进。

首先，外壳9具有能够将粉碎温度抑制在55℃以下的冷却机构。即，成为在外壳9上形成冷却液流路26、冷却液在其内部循环的冷却套结构。虽然冷却液能够使用10℃以下的水，但是，在冷却液的温度为0℃以下的情况下，使用防冻液。通过这样的构成，将外壳9内的粉碎温度维持在55℃以下。如果该温度超过55℃，则会引发大豆的热变性，所以不优选。外壳9的内部温度由温度传感器30测定，对冷却液的循环量进行反馈控制。

应予说明，因为利用冷却液流路26的排热通过外壳9的壁面而进行，所以壁面的热传导率和热传递率对冷却效果产生影响。因此，可以由热传导率大的金属形成冷却液流路26附近的外壳9。另外，为了避免被粉碎的微粉末粘附于外壳9的内表面而形成隔热层，也可以定期施加振动、进行空气喷射等而除去粘附物。另外，优选在运转了规定时间时，停止运转，打开锥状前盖8，用圆头刮刀等刮取其内表面的粘附物。

在图1所示的第一实施方式中，从控制盘28读取气流粉碎机3的动力马达12的电流值，控制装置6以该电流值为参数对原料供给机2的供给量进行反馈控制。即，原料的成分、水分含有率、粉碎温度等的变化为粉碎的负荷变化，该负荷变化表现为动力马达12的电流值的变化。所以，通过不仅如上所述地将外壳9内的粉碎温度维持在55℃以下，还在电流值增加时进行减少原料供给机2的供给量而减小粉碎的负荷的控制，能够进行稳定的低温粉碎。

在图3所示的第二实施方式中，以通过温度传感器30测定的外壳9的内部温度为参数，对原料供给机2的供给量进行反馈控制。即，通过温度传感器30测定的外壳9的内部温度超过设定值时，不仅对冷却液的循环量进行反馈控制，还对原料供给机2的供给量进行反馈控制，由此使原料供给量为最适量。该第二实施方式可与第一实施方式组合实施。

在图4所示的第三实施方式中，边将冷风或除湿空气与原料一同供给到气流粉碎机3中边进行粉碎。图4中，将从冷风发生器29供给的冷风或除湿空气供给到原料料斗1和原料供给机2，但也可以从配置在原料供给机2的出料侧的小料斗20进行供给。由此能够在低温环境气氛中进行粉碎。该第三实施方式也能够与第一实施方式、第二实施方式组合实施。应予说明，作为冷风，优选使用温度比设置了气流粉碎机3的室内的温度低10℃以上的空气。另外，也可以代替冷风，使用除湿空气。如果将除湿空气供给到外壳9的内部，则能够稳定由蒸发潜热所产生的冷却效果。

应予说明，气流粉碎机3的分级性能受吸引管道4的吸引条件影响。因此，在任一实施方式中，均优选如图4所示在连接于粉碎物回收料斗5的吸引用鼓风机31的近前配置风量计或风压计32，对风量的波动进行检测，通过风量控制器33对吸引用鼓风机31进行反馈控制，使得吸引风量恒定。应予说明，图4中，在粉碎物回收料斗5的内部设置有袋式过滤器34，在连接其上侧室和吸引用鼓风机31的管道35的内部配置有风量计或风压计32。只要为这样的配置，就能够使微粉末不粘附在风量计、管道35内，能够将被粉碎的微粉末回收到下方的容器36内。

通过以上说明的本发明的气流粉碎设备和使用该气流粉碎设备的低温粉碎方法，能够将大豆这样的谷物在不发生热变性的前提下微粉碎成规定粒度。具体而言，例如能够效率良好地将生大豆微粉碎成中位径为20～40μm、粒径在100μm以下的比例为95％以上。

Claims (6)

1.一种气流粉碎设备，具备：

气流粉碎机，在包含圆筒状主体和锥状前盖的外壳的内部，设置有高速旋转的2个旋转翼，

原料供给机，从圆筒状主体的背面侧连续供给原料，以及

吸引管道，从锥状前盖的前部吸引回收粉碎物，

其特征在于：

所述外壳具备能够将粉碎温度抑制在55℃以下的冷却机构。

2.根据权利要求1所述的气流粉碎设备，其特征在于，冷却机构是使冷却液在冷却液流路内循环的冷却套结构。

3.一种低温粉碎方法，其特征在于，使用权利要求1或2所述的气流粉碎设备，边以气流粉碎机的动力马达的电流值为参数，对原料供给机的供给量进行反馈控制，边进行粉碎。

4.一种低温粉碎方法，其特征在于，使用权利要求1或2所述的气流粉碎设备，边以外壳的内部温度为参数，对原料供给机的供给量进行反馈控制，边进行粉碎。

5.一种低温粉碎方法，其特征在于，使用权利要求1或2所述的气流粉碎设备，边将冷风或除湿空气与原料一同供给，边进行粉碎。

6.根据权利要求3～5中的任一项所述的低温粉碎方法，其特征在于，进行反馈控制，使得吸引管道的吸引风量恒定。