JP2001259393A - 流動物の攪拌方法及び攪拌装置 - Google Patents
流動物の攪拌方法及び攪拌装置Info
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Abstract
合物などといった流動物を送液中に均一に攪拌でき,し
かも構成が比較的簡単な流動物の攪拌方法及び攪拌装置
を提供する。 【解決手段】 流動方向に対して螺旋状に配置されるフ
ィン16を内面に備えたパイプ本体15中に流動物aを
流動させることにより,パイプ本体15中にて流動物a
を旋回させながら流動させ,攪拌して均一化させる。
Description
粒状体,液体と固形物の混合物などといった流動物を攪
拌させる方法と装置に関する。
体と固形物の混合物を流動させる場合,攪拌機や乳化機
等の装置により,予め原料を混合し,液体中に固形物を
均一に分散させることが行われる。そしてこのように均
一に混合した流動物を流動させるパイプ中にスクリュー
や邪魔板,微細な孔を有する膜等を配置することによ
り,送液中での固形物の沈殿などを防止することも行わ
れている。
パイプ中に混合した流動物を送液させる場合,送液中で
の固形物の沈殿などを防ぐことができるのは,特定の種
類の液体や,固形物の比重が液体に近くて沈殿せずに送
液しやすい流動物に限定され,比重が異なる固形物を含
有する流動物を送液した場合は,途中で固形物が沈降し
たり,逆に送液中に固形物が浮上し,均一に混合した状
態を保ちながら送液することが困難であった。また固形
物の大きさや混合割合によってはパイプが閉塞し送液で
きなくなるおそれもあった。
制的に流動物を攪拌混合することも考えられるが,そう
すると,一定区間毎に攪拌プロペラを設置しなければな
らず,また攪拌プロペラを稼働させる駆動手段も必要と
なり,設備コストやスペースの増大を招くこととなる。
体,液体と固形物の混合物などといった流動物を送液中
に均一に攪拌でき,しかも構成が比較的簡単な流動物の
攪拌方法及び攪拌装置を提供することにある。
に,請求項1によれば,流動方向に対して螺旋状に配置
されるフィンを内面に備えたパイプ本体中に流動物を流
動させることにより,パイプ本体中にて流動物を螺旋状
に旋回させながら流動させ,攪拌して均一化させること
を特徴とする,流動物の攪拌方法が提供される。この攪
拌方法で運転すると,フィン表面に沿った大きな螺旋状
の流れが形成されるが,さらに流体の粘度が小さい場合
には,このフィン表面に沿った螺旋状の流れを回転軸と
する小さな螺旋状の流れの発生が観察される。このよう
な2重の螺旋状の流れは,流動物の攪拌効果を更に高め
る作用をする。
イプ本体と,該パイプ本体の内面から中心に向うように
立設され,パイプ本体の中心までは達しない高さで,流
動物の流動方向に対して螺旋状に配置されるフィンを備
えることを特徴とする,流動物の攪拌装置が提供され
る。この請求項2の攪拌装置において,請求項3に記載
したように,例えば前記フィンは,前記パイプ本体の内
面の複数箇所に設けられており,かつ複数のフィンはパ
イプ本体の中心の周りに互いに間隔をもって放射状に配
置され,複数のフィンの先端同士の間には,前記パイプ
本体の中心に位置する空間が流動物の流動方向に向かっ
て連続して形成されている。また請求項4に記載したよ
うに,例えば前記フィンの前端が,前記パイプ本体の内
面から中心に向かうに従い流動物の流動方向に傾斜して
いても良い。更に請求項5に記載したように,前記パイ
プ本体は,レジューサであっても良い。
置において,流動物とは,液体,スラリー,粒状体など
といったパイプ内を流動可能な物質であり,果肉入りジ
ュースなどのように液体と固形物などの混合物や,液体
と気体の混合物,あるいは液体と固形物と気体の混合物
なども含む。これら請求項1〜5の攪拌方法及び攪拌装
置にあっては,パイプ本体内に流動させられる流動物に
対し,螺旋状に配置されたフィンにより回転を加えるこ
とができ,流動物はパイプ本体内を旋回しながら流動し
ていく。このように流動物を流動中に螺旋状に旋回させ
ることにより,流動物を攪拌させ,均一化させることが
可能となる。また例えば果肉入りジュースなどのように
液体と固形物などの混合物を流動させた場合は,攪拌に
より固形物の沈降や浮上を防ぎ,均一に混合した状態を
保ちながら送液することが可能となる。これにより,パ
イプ中での固形物による閉塞などが回避できるようにな
る。なお,請求項2〜5の攪拌装置を直列に複数配置し
ても良い。そうすれば複数の攪拌装置で繰り返し流動物
を螺旋状に旋回させることにより,流動物を繰り返し攪
拌させ,更に均一化させることが可能となる。このよう
に複数の攪拌装置を配置する場合,各攪拌装置のフィン
の捻り方向を交互に反対に設置しても良い。そうすれば
各攪拌装置ごとに逆向きに流動物を螺旋状に旋回させる
ことができ,攪拌効果を更に向上させることが可能とな
る。また例えば,請求項2〜5の攪拌装置の周囲にジャ
ケットなどを装着して,該ジャケット内に熱媒を供給す
ることにより,攪拌と同時に流動物を加熱したり冷却す
ることも可能である。
態を図面を参照にして説明する。図1は,本発明の第1
の実施の形態にかかる攪拌装置1を備えた充填設備10
の概略図であり,図2は攪拌装置1の斜視図を示してい
る。
体などや果肉入りジュースなどのように液体と固形物な
どの混合物などといった流動可能な原料(以下「流動
物」という)aが溜められている。タンク11の下面に
は,搬送パイプ12が接続されている。搬送パイプ12
にはポンプ13と,本発明の第1の実施の形態にかかる
攪拌装置1が介装されており,ポンプ13の稼働によ
り,タンク11内の流動物aは,搬送パイプ12内を図
1中の右向きに送液されるようになっている。そして搬
送パイプ12内を流動する途中で,流動物aは攪拌装置
1を通り,その後搬送パイプ12内を更に流動して,搬
送パイプ12先端(図1では,搬送パイプ12の右端)
から吐出し,回収容器14内に充填されるようになって
いる。
開口した中空の円筒形状をなすパイプ本体15を備えて
おり,前述のように搬送パイプ12内を流動する流動物
aは,パイプ本体15の入口側(図2においてパイプ本
体15の前側)15aからパイプ本体15内に流入した
後,パイプ本体15内を通って,パイプ本体15の出口
側(図2においてパイプ本体15の後側)15bに流出
するようになっている。
の形態では4枚)のフィン16が装着されている。図3
に示すように,図示の例のフィン16は,所定の幅(後
述する「高さh」)の板部材の前端(図3においてフィ
ン16の左端)16aと後端(図3においてフィン16
の右端)16bとを互いに捻ったように湾曲した形状を
有しており,図示の形態では,フィン16の前端16a
に対し,フィン16の後端16bが相対的に90゜捻ら
れた形状になっている。なお,フィン16の捻り角度は
90゜でなくても良く,捻り角度は任意である。
ィン16を1枚だけ装着した状態のパイプ本体15の正
面図であり,図5は,図4中のA−A断面図であり,図
6(a)は図5中のB−B断面図,図6(b)は図5中
のC−C断面図,図6(c)は図5中のD−D断面図で
ある。図示の例のフィン16は,フィン16の前端16
aに対し,フィン16の後端16bが,パイプ本体15
の正面から見て相対的に時計回転方向に90゜捻られた
形状になっている。なお,フィン16の捻り方向は時計
回転方向でなくても良く,捻り角度と同様に捻り方向も
任意である。フィン16は,フィン16の基端(パイプ
本体15の内面に取り付けられる端部)をパイプ本体1
5の内面に溶接等することにより固定されており,フィ
ン16の先端(パイプ本体15の内方に向かう先端)1
6cをパイプ本体15の中心Oに向けて配置されてい
る。パイプ本体15の内面(フィン16の基端)からフ
ィン16の先端16cまでの高さhは,パイプ本体15
の内径の半分よりも低い高さhに設定されている。これ
により,図4及び図6(a)(b)(c)にそれぞれ示
されるように,フィン16の前端16aから後端16b
までの間のいずれの位置においても,フィン16の先端
16cは,パイプ本体15の中心Oまでは達しないよう
に構成されている。
有しており,そのように捻られた形状のフィン16をパ
イプ本体15の内面に沿って螺旋状に配置することによ
り,パイプ本体15の入口側15aとパイプ本体15の
出口側15bとでは,フィン16の前端16aと後端1
6bが異なる角度(パイプ本体15の中心角において異
なる角度)の位置に配置される。図示の例では,パイプ
本体15の入口側15aに取り付けられるフィン16の
前端16aの位置に対して,パイプ本体15の出口側1
5bに取り付けられるフィン16の後端16bが,パイ
プ本体15の入口側15aから見て時計回転方向に90
゜ずれるように設定されている。
16aは,パイプ本体15の内面(フィン16の基端)
からパイプ本体15の中心O(フィン16の先端16
c)に向かうに従い流動物aの流動方向に傾斜する形状
に構成されている。更に,フィン16の前端16aとフ
ィン16の先端16cとが交差する角部は滑らかな凸曲
面に削られた形状になっている。
のフィン16だけを装着した状態を示したが,実際には
この実施の形態においては図2に示すようにパイプ本体
15の内面に4枚のフィン16が装着されている。各フ
ィン16は,パイプ本体15の中心Oの周りに,中心角
が90゜ずつとなる等間隔をもって放射状に配置されて
いる。
1をパイプ本体15の入口側15aから見た正面図であ
る。この図7に示されるように,パイプ本体15の内面
には,中心角90゜ずつの間隔をもって4枚のフィン1
6が装着された状態となっている。そして,各フィン1
6の高さhがいずれもパイプ本体15の内径の半分より
も低くて,各フィン16の先端16cがパイプ本体15
の中心Oまでは達していないことにより,各フィン16
の先端16c同士の間には,パイプ本体15の中心Oに
位置する円柱形状の空間17が,流動物aの流動方向に
向かって連続して形成されている。
を備えた充填設備10において,ポンプ13の稼働によ
り,タンク11内の流動物aは,搬送パイプ12内を図
1中の右向きに送液される。そして搬送パイプ12内を
流動する途中で,流動物aは攪拌装置1を通る際に攪拌
される。
の入口側15aからパイプ本体15内に流入し,パイプ
本体15内を流動していく流動物aに対し,螺旋状に配
置されたフィン16によって回転が加えられる。これに
より,流動物aはパイプ本体15内を旋回しながら流動
していくこととなり,その旋回流に伴って流動物aが攪
拌されて均一化される。
は,パイプ本体15の出口側15bから流出して,更に
搬送パイプ12内を送液され,搬送パイプ12先端から
吐出し,回収容器14内に充填される。このように,図
示の充填設備10にあっては,攪拌装置1によって攪拌
して均一化させた流動物aを回収容器14内に充填する
ことが可能である。また例えば,流動物aが果肉入りジ
ュースなどのように液体と固形物などの混合物である場
合は,攪拌装置1での攪拌により固形物の沈降や浮上を
防ぐことができ,均一に混合した状態を保ちながら送液
することが可能となる。これにより,搬送パイプ12中
での固形物による閉塞などが回避できるようになる。
パイプ本体15内に設けられている各フィン16の前端
16aが,フィン16の先端16cに向かうに従い流動
物aの流動方向に傾斜するように構成され,フィン16
の前端16aと先端16cとが交差する角部も滑らかな
凸曲面に削られた形状になっている。これにより,流動
物aはパイプ本体15内に円滑に流入できるようにな
る。また,各フィン16の先端16c同士の間には,パ
イプ本体15の中心Oに位置する円柱形状の空間17が
形成されているので,流動物a中に含まれた固形物など
もこの空間17を通して円滑に流動させることが可能で
ある。
かかる攪拌装置2を備えた充填設備20の概略図であ
り,図9は攪拌装置2の斜視図を示している。
において,パイプ本体21は,入口側(図9においてパ
イプ本体21の前側)21aと出口側(図9においてパ
イプ本体21の後側)21bの口径が異なるレジューサ
によって構成されている。先に図2〜7等で説明した第
1の実施の形態の攪拌装置1と同様に,この攪拌装置2
においても,パイプ本体21の内面には,90゜に捻ら
れた形状の4枚のフィン22が,それぞれの先端22c
をパイプ本体21の中心Oに向けた姿勢で螺旋状に配置
されている。各フィン22同士は,パイプ本体21の中
心Oの周りに,中心角が90゜ずつとなる等間隔をもっ
て放射状に配置されている。またパイプ本体21の内面
(フィン22の基端)から各フィン22の先端22cま
での高さは,いずれもパイプ本体21の内径の半分より
も低い高さに設定されて,各フィン22の前端22aか
ら後端22bまでの間のいずれの位置においても,フィ
ン22の先端22cは,パイプ本体21の中心Oまでは
達しないように構成されている。これにより,各フィン
22の先端22c同士の間には,パイプ本体21の中心
Oに位置する円柱形状の空間23が,流動物aの流動方
向に向かって連続して形成されている。
えている点を除けば,図8に示した充填設備20は,先
に図1で説明した充填設備10と同様の構成を備えてい
る。よって,図8に示した充填設備20において,図1
で説明した充填設備10と同じ構成要素については,同
一の符号を付することにより,重複した説明を省略す
る。
先に説明した充填設備10と同様に,流動物aは攪拌装
置2を通る際に攪拌されて均一化された後,回収容器1
4内に充填される。また送液中での固形物の沈降や浮上
を防ぐことができ,閉塞なども回避できるようになる。
加えて,この実施の形態の攪拌装置2によれば,口径の
異なる搬送パイプ12同士を接続することが可能であ
る。
したが,本発明はここに説明した形態に限定されない。
例えば,フィン16やフィン22の形状は,必ずしも9
0゜捻られた形状に限られず,捻り角度は任意である。
図10に示す攪拌装置1’では,フィン16’は,フィ
ン16’の前端16a’に対し,フィン16’の後端1
6b’が,パイプ本体15の正面から見て相対的に反時
計回転方向に90゜捻られた形状になっている。なお,
フィン16’の捻り角度は90゜でなくても良い。
置1,1’や攪拌装置2を設けることも可能である。こ
れら攪拌装置1,1’や攪拌装置2を適宜直列に複数配
置すれば,複数の攪拌装置1,1’や攪拌装置2で繰り
返し流動物aを螺旋状に旋回させることにより,流動物
aを繰り返し攪拌させ,更に均一化させることが可能と
なる。
や攪拌装置2を配置する場合,例えば図11に示すよう
に,攪拌装置1(図2に示したようにフィン16の前端
16aに対し,フィン16の後端16bが,パイプ本体
15の正面から見て相対的に時計回転方向に捻られた形
状のフィン16)と攪拌装置1’(図10に示したよう
にフィン16’の前端16a’に対し,フィン16’の
後端16b’が,パイプ本体15の正面から見て相対的
に反時計回転方向に捻られた形状のフィン16’)を交
互に配置し,フィン16,16’の捻り方向を交互に反
対に設置しても良い。そうすれば各攪拌装置1,1’ご
とに逆向きに流動物aを螺旋状に旋回させることがで
き,攪拌効果を更に向上させることが可能となる。
装置1,1’の周囲にジャケット30などをそれぞれ装
着し,各ジャケット30内に熱媒を供給することによ
り,各攪拌装置1,1’において攪拌と同時に流動物a
を加熱したり冷却することも可能である。
4枚に限られず,1枚もしくは任意の複数枚であっても
良い。またフィン16,16’,22はパイプ本体1
5,21の内面に沿って螺旋状に配置されていればよ
い。
入り和風ドレッシング200kgの連続搬送を行った。
攪拌装置は直径2インチ,全長100mmとし,直径2
インチ,全長10mの搬送パイプを設置し,毎分80リ
ットルの流量(平均流速0.68m/s)で搬送した。比
較例として攪拌装置の代わりにインラインミキサー(ノ
リタケ社製)を設置した場合と,攪拌装置を設置しない
で同様に搬送した。
た搬送では,詰まりもなく均一に搬送され,出口の配合
量は固形物も含め,ほとんど変化なかった。また,搬送
後の攪拌装置を取り外し,目視したところ,螺旋状のフ
ィン部で固形物の詰まりは見られなかった。
合,搬送中の詰まりや搬送出口の配合量の変化はほとん
どなかったが,搬送後の目視でインラインミキサー部に
は一部固形物が残っているのが認められた。また,攪拌
装置を設置しない場合,搬送出口の配合量は大きく変動
していた。
スキャロット混合物200kgの連続搬送を行った。攪
拌装置は直径2インチ,全長100mmとし,直径2イ
ンチ,全長10mの搬送パイプを設置し,毎分80リッ
トルの流量(平均流速0.68m/s)で搬送した。比較
例として攪拌装置の代わりにインラインミキサー(ノリ
タケ社製)を設置した場合と,攪拌装置を設置しないで
搬送パイプのみで同様に搬送した。
た搬送では,詰まりもなく均一に搬送され,出口の配合
量は固形物も含め,ほとんど変化なかった。また,搬送
後の攪拌装置を取り外し,目視したところ,螺旋状のフ
ィンでの固形物の詰まりは見られなかった。
合,搬送中の詰まりや搬送出口の配合量の変化はほとん
どなかったが,搬送後の回収した固形物には,一部破壊
されたものが見られた。なお,搬送後の目視でインライ
ンミキサーの入口および途中に固形物が残っていた。ま
た,攪拌装置のない場合,先と同様に搬送出口の配合量
は大きく変動していた。
ゼリー混合物200kgの連続搬送を行った。攪拌装置
は入口直径1.5インチ,出口直径2インチ,全長100
mmとし,直径2インチ,全長10mの搬送パイプを設
置し,毎分80リットルの流量(平均流速0.68m/
s)で搬送した。比較例として攪拌装置の代わりにイン
ラインミキサー(ノリタケ社製)を設置した場合と,攪
拌装置を設置しないで搬送パイプのみで同様に搬送し
た。
た搬送では,詰まりもなく均一に搬送され,搬送出口の
配合量は固形物も含め,ほとんど変化なかった。また,
搬送後の攪拌装置を取り外し,目視したところ,螺旋状
のフィン部での固形物の詰まりは見られなかった。
合,搬送中の詰まりや搬送出口の配合量の変化はほとん
どなかったが,搬送後の回収した固形物には破壊された
ものがやや見られた。なお,搬送後の目視でインライン
ミキサーの入口および途中に固形物が残っていた。ま
た,攪拌装置のない場合,先と同様に搬送出口の配合量
は大きく変動していた。
に旋回させることにより,流動物を攪拌させ,均一化さ
せることが可能となる。また例えば果肉入りジュースな
どのように液体と固形物などの混合物を流動させた場合
は,攪拌により固形物の沈降や浮上を防ぎ,均一に混合
した状態を保ちながら送液することが可能となる。これ
により,パイプ中での固形物による閉塞などが回避でき
るようになる。
備えた充填設備の概略図である。
斜視図である。
状態のパイプ本体の正面図である。
中のC−C断面図,(c)は図5中のD−D断面図であ
る。
口側から見た正面図である。
備えた充填設備の概略図である。
斜視図である。
た形状のフィンを備えた攪拌装置の斜視図である。
拌装置を備えた充填設備の概略図である。
を装着した充填設備の概略図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 流動方向に対して螺旋状に配置されるフ
ィンを内面に備えたパイプ本体中に流動物を流動させる
ことにより,パイプ本体中にて流動物を旋回させながら
流動させ,攪拌して均一化させることを特徴とする,流
動物の攪拌方法。 - 【請求項2】 流動物を流動させるパイプ本体と,該パ
イプ本体の内面から中心に向うように立設され,パイプ
本体の中心までは達しない高さで,流動物の流動方向に
対して螺旋状に配置されるフィンを備えることを特徴と
する,流動物の攪拌装置。 - 【請求項3】 前記フィンは,前記パイプ本体の内面の
複数箇所に設けられており,かつ複数のフィンはパイプ
本体の中心の周りに互いに間隔をもって放射状に配置さ
れ,複数のフィンの先端同士の間には,前記パイプ本体
の中心に位置する空間が流動物の流動方向に向かって連
続して形成されていることを特徴とする,請求項2の流
動物の攪拌装置。 - 【請求項4】 前記フィンの前端が,前記パイプ本体の
内面から中心に向かうに従い流動物の流動方向に傾斜し
ていることを特徴とする,請求項2又は3の流動物の攪
拌装置。 - 【請求項5】 前記パイプ本体は,レジューサであるこ
とを特徴とする,請求項2,3又は4のいずれかの流動
物の攪拌装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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