JP2004009022A - 穀物熱処理攪拌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】攪拌羽根に蒸気を流しても結露することがないので穀物粉体が羽根に付着することがなく、しかも蒸気ドレンが溜まることのない穀物熱処理攪拌装置を提供すること。
【解決手段】円筒状容器の回転シャフトを中空構造とし、該容器の内部において容器の軸方向一端で前記中空の回転シャフトと連通させてパイプスクリューを容器の他端に向けて一方向にらせん状に巻きながら他端まで巻き、他端において折り返し容器の前記一端に向けてこんどは前記一方向とは逆巻きのらせん状に巻きながら巻き戻し、該一端において前記中空の回転シャフトに前記連通位置とは異なる位置で連通させ、該回転シャフトをパイプスクリューとともに回転させながら前記容器の一端側から中空の回転シャフトに蒸気を供給し、該蒸気を該回転シャフトと連通した前記パイプスクリューに流し再び中空の前記回転シャフトに戻して該回転シャフト内を通し、容器の他端側から排出するように構成した。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小麦粉や澱粉などの穀物の粉体を加熱しながら攪拌するための穀物熱処理攪拌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小麦粉や澱粉などの穀物の粉体素材は殺菌その他の目的で１００℃〜１３０℃あるいはそれ以上に加熱処理することがある。
【０００３】
従来このような熱処理しながら攪拌するのにジャケット付きミキサーやナウターミキサーとして知られるミキサーが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ジャケット付きミキサーは容器の内部に軸方向にシャフトが伸び、そのシャフトに回転攪拌羽根が取り付けられ、容器の外周に設けられたジャケットに温水または蒸気が通され、シャフトの回転により攪拌羽根が回転して容器内の粉体が加熱されながら攪拌されるが、加熱により穀物粉体に含まれる水分が蒸発してミキサー容器内部の湿度は飽和状態に近くなるとともに、攪拌羽根はシャフトを介して容器外部と繋がっているためにミキサー内部の熱が羽根を通じて外部に放熱され、その結果羽根の温度が低下し、羽根に結露が生じ、穀物粉体が付着するという問題があった。こうなると攪拌羽根の清掃が大変になるし、攪拌羽根の温度低下で粉体が期待どおり変質せず希望した品質のものが得られないという問題がある。
【０００５】
一方、ナウターミキサーの攪拌羽根に温水を流して粉体を加熱しながら攪拌するタイプもあるが、加熱温度が１００℃〜１３０℃あるいはそれ以上となると攪拌羽根に蒸気を流す必要があり、その場合発生するドレンはミキサーの構造上抜くことが困難で残念ながらナウターミキサーはこのような用途には適していない。
【０００６】
本発明は、上記の点にかんがみてなされたもので、攪拌羽根に蒸気を流しても結露することがないので穀物粉体が羽根に付着することがなく、しかも蒸気ドレンが溜まることのない穀物熱処理攪拌装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、円筒状容器の回転シャフトを中空構造とし、該容器の内部において容器の軸方向一端から前記中空の回転シャフトと連通させてパイプスクリューを容器の他端に向けて一方向回りにらせん状に他端まで巻き、他端において折り返し容器の前記一端に向けてこんどは前記一方向回りとは逆方向回りにらせん状に巻き戻し、該一端において前記中空の回転シャフトに前記連通位置とは異なる位置で連通させ、前記一方向回りにらせん状に巻かれるパイプスクリューと前記逆方向回りにらせん状に巻かれるパイプスクリューとは巻き径を変え、該回転シャフトをパイプスクリューとともに回転させながら前記容器の一端側から中空の回転シャフトに蒸気を供給し、該蒸気を該回転シャフトと連通した前記パイプスクリューに流し再び中空の前記回転シャフトに戻して該回転シャフト内を通し、容器の他端側から排出するように構成した。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は本発明による穀物熱処理攪拌装置の一実施の形態を示しており、（ａ）は同装置の正面図、（ｂ）は同装置の側面断面図と攪拌羽根駆動用モータを示す。
【００１０】
穀物熱処理攪拌装置１は円筒状のステンレス製容器１０の外周面全面と両端面全面にそれぞれステンレス製のジャケット１１と１２ａ、１２ｂが設けられ、容器内部の中心軸方向に中空シャフト１３が設けられている。また容器１０の軸方向中央位置の外周上部および下部にはそれぞれ穀物粉体の投入口１０ａと排出口１０ｂが設けられている。中空シャフト１３は軸シール１４ａ、１４ｂを介して容器１０の両端面を貫通して外に伸び、軸シール１４ａ、１４ｂのすぐ外側で軸受１５ａ、１５ｂにより軸受けされ、一端（図において左端）にプーリー１６が取り付けられている。この中空シャフト１３の両端にはロータリージョイント１７ａ、１７ｂが取り付けられている。
【００１１】
容器１０の内部には、容器の一方の端面（図では左端面）に近い位置において中空シャフト１３に連通され中空シャフトから直角方向に伸びるように立てた第１の支柱パイプ２１の容器内壁に近い先端位置から内壁に沿って容器の軸方向右向きに進行するように第１のパイプスクリュー３１がちょうど１周分だけ右巻きにらせん状に巻回されて配管され、この第１のパイプスクリュー３１が容器１０の軸方向中央位置で容器内壁の巻き始め端を通る軸線上の位置に達したところで中空シャフト１３に直角に立てた第２の支柱パイプ２２の容器内壁に近い第１の先端位置で連結される。中空シャフト１３は第１の支柱パイプ２１との連結部の軸シール１４ａとは反対側のすぐの位置で仕切板１３ａにより仕切られている。第２の支柱パイプ２２は中空シャフト１３の両側に容器内壁近くまで伸びているが、中空シャフト１３とは連通しておらず、むしろ中空シャフト１３に近い位置で仕切板２２ａおよび２２ｂにより仕切られている。
【００１２】
第２の支柱パイプ２２の先端から中空パイプ１３寄りの位置から第２のパイプスクリュー３２がやはり右巻きにしかし第１のパイプスクリュー３１の巻き径より小さい約半分の巻き径でやはり容器の軸方向右方向に進行するようにちょうど１周分だけらせん状に巻回されて配管され、容器１０の他端面（図では右端面）に近い位置で容器の軸と一旦平行になり、今度は容器の他端面に近い位置において中空シャフト１３に直角に立てた第３の支柱パイプ２３の第１および第２のパイプスクリュー２１、２２より短い方の先端に連結される。この第３の支柱パイプ２３は中空シャフト１３より小径で中空シャフト１３を貫通しているものの中空シャフト１３と連通はしていない。またこの第３の支柱パイプ２３は中空シャフト１３の両側に伸びるが、一方の側は前述したように容器１０の内径のほぼ半分の長さで短く、他方の側は容器の内壁に近い位置まで伸びる。
【００１３】
次に、第３の支柱パイプ２３の長い側の先端位置からは第３のパイプスクリュー３３が容器１０の内壁に沿って今度は容器の軸方向左向きに左巻きに進行してちょうど１周分だけらせん状に巻回されて配管され、この第３のパイプスクリュー３３が容器１０の軸方向中央位置で容器内壁の巻き始め端を通る軸線上の位置に達したところで第２の支柱パイプ２２の容器内壁に近い第２の先端位置（前述した第１のパイプスクリュー３１が第２の支柱パイプ２２と連結する第１の先端位置とちょうど反対の先端位置）において連結される。
【００１４】
第２の支柱パイプ２２の第２の先端位置より中空パイプ１３寄りの位置から第４のパイプスクリュー３４が容器の軸方向左向きにやはり左巻きにしかし今度は第３のパイプスクリュー３３の巻き径よりは小さい約半分の径でやはり容器の軸方向左方向に進行するようにちょうど１周分だけらせん状に巻回されて配管され容器１０の端面（図では左端面）に近い位置で容器の軸と一旦平行になり、容器の端面に近い位置において中空シャフト１３に直角に立てた中空シャフト１３と連通する短い第４の支柱パイプ２４の先端に連結される。この第４の支柱パイプ２４は第１の支柱パイプ２１に近接した位置において中空シャフト１３に立てられ，その長さは第３の支柱パイプ２３の短い部分と同じ長さである。
【００１５】
この装置において、パイプスクリュー３１、３２、３３、３４は攪拌羽根として機能するようになっており、容器１０内におけるこれらパイプスクリューの上述した巻き方を整理すると次のようになる。容器１０を中心軸方向に左右２つのエリア▲１▼、▲２▼に分けたとき、
巻き方向（蒸気の流れ方向に見て）
エリア▲１▼　エリア▲２▼
パイプスクリュー３１　　　右巻き　　　　　―
パイプスクリュー３２　　　　―　　　　　右巻き
パイプスクリュー３３　　　　―　　　　　左巻き
パイプスクリュー３４　　　左巻き　　　　　―
以上の構成を有する穀物熱処理攪拌装置１は脚１８により台座１９に据え付けられている。
【００１６】
２は穀物熱処理攪拌装置１の攪拌羽根であるパイプスクリューを駆動するためのモータであり、減速機構を介して駆動される回転軸に取り付けたプーリー３から穀物熱処理攪拌装置１の中空シャフト１３に取り付けたプーリー１６にベルト４が掛け渡されている。５はベルトカバーである。
【００１７】
次に図１（ｂ）を参照して本装置による熱処理攪拌動作を説明する。
【００１８】
加熱攪拌動作に先立ち、投入口１４から容器１０内に穀物粉体としてたとえば小麦粉を投入する。容器１０の周面に設けられたジャケット１１には外部の温水源（図示せず）からたとえば６０℃の温水が供給口Ａから連続的に供給され、上部の排出口Ｂから排出される。同様に容器１０の両端面のジャケット１２ａ、１２ｂにも温水が供給口Ｃから連続的に供給され、排出口Ｄから排出される。
これにより容器１０は外部から加熱される。
【００１９】
この状態でモータ２によりプーリー３および１６を介して中空シャフト１３を回転させる。一方、中空シャフト１３の一端のロータリージョイント１７ａから外部に設けられた蒸気発生源３０から約１５０℃の過熱蒸気が供給される。蒸気は中空シャフト１３を流れて容器１０の内部に入り、第１の支柱パイプ２１、パイプスクリュー３１、第２の支柱パイプ２２の一方（図において上方）の側、パイプスクリュー３２、第３の支柱パイプ２３、パイプスクリュー３３、第２の支柱パイプ２２の他方（図において下方）の側、パイプスクリュー３４、第４の支柱パイプ２４を流れて中空シャフト１３に戻るが、中空シャフト１３内の仕切板１３ａにり左方向には流れ得ず図において右方向に流れ、ロータリージョイント１７ｂから排気される。この蒸気の流れ方向を図中に矢印で示してある。
【００２０】
中空シャフト１３がプーリー１６を介してモータ２により矢印Ｘの方向に回転駆動されると、容器１０内では支柱パイプ２１、２２、２３、２４とパイプスクリュー３１、３２、３３、３４のすべてが中空シャフト１３と一体となって回転する。これにより容器内の小麦粉はパイプスクリュー３１、３２、３３、３４により攪拌されるが、エリア▲１▼ではパイプスクリュー３１と３４の巻き方向が互いに逆になっているので、小麦粉は大径のパイプスクリュー３１によりエリア▲１▼の中央に寄せられるようにまた小径のパイプスクリュー３４により左右に押されるようにそれぞれ動かされるため攪拌される。同様にエリア▲２▼では小麦粉は大径のパイプスクリュー３３によりエリア▲２▼の中央に寄せられるようにまた小径のパイプスクリュー３２により左右に押されるようにそれぞれ動かされるため攪拌される。このように各エリアにおいて大径のパイプスクリューと小径のパイプスクリューの巻き方が逆になっているので小麦粉が左右に繰り返し動かされ攪拌作用が高められる。
【００２１】
こうした攪拌作用とともに小麦粉はパイプスクリュー３１、３２、３３、３４の内部を通る高温の蒸気により加熱処理され、殺菌と変質が行われる。蒸気がパイプスクリュー内を流れる間ドレンが発生しても、蒸気の流路が一筆書きのように一方向であるためドレンは蒸気とともに流れてロータリージョイント１７ｂから排出されるので、ドレン抜きのための特別な機構が必要ない。また中空シャフト１３は容器の外部と繋がってはいるものの、シャフト自体に蒸気が通されているので常に高温に保たれ、したがって攪拌羽根であるパイプスクリューに結露を生じることがないため、処理中の小麦粉がパイプスクリューに付着するという問題もない。
【００２２】
この攪拌と加熱を所定時間継続した後モータ２を停止し、蒸気と温水の供給を停止することにより、所期の殺菌または変質が行われた小麦粉が得られる。
【００２３】
上で説明した実施の形態では、容器の軸方向のパイプスクリューの巻き回数は大径１巻きと小径１巻きの２回巻きとしたが、この巻き回数は容器の軸方向長さや装置の所望性能に応じて任意に変えることができる。また第２の支柱パイプ２２内に設けられる仕切板２２ａ、２２ｂの位置により処理する穀物粉体に与えられる熱量が変わり、その位置は中空シャフト１３に近い程効果的である。
【００２４】
また実施の形態ではジャケット付き容器の例を説明したが、本発明の本質は容器内部に中空シャフトと連通させてパイプスクリューを設け、そこに蒸気を通して加熱しながら攪拌することにある以上、ジャケットの有無は関係なく、したがってジャケットのない容器にも同じように適用でき、同じ効果が期待できる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、穀物粉体の加熱処理に用いる蒸気のドレンが途中に留まることがないのでドレン抜きのための機構が必要でない。また攪拌羽根であるパイプスクリューに結露が生じないので、処理中の穀物粉体が攪拌羽根に付着するという問題がなく、したがって攪拌羽根の清掃の手間も不要である。攪拌羽根をパイプで構成したため羽根の表面積が増して加熱攪拌処理する粉体への熱の伝達が有効となるため、処理時間を短縮することができ、冷却時間も短縮することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による穀物熱処理知り攪拌装置の一実施の形態をの示しており、（ａ）は同装置の正面図、（ｂ）は同装置の側面断面図と攪拌羽根駆動用のモータを示す。
【符号の説明】
１　穀物熱処理攪拌装置
１０　容器
１０ａ　投入口
１０ｂ　排出口
１１、１２ａ、１２ｂ　ジャケット
１３　中空シャフト
１４ａ、１４ｂ　穀物投入口
１５　穀物排出口
１７ａ、１７ｂ　ロータリージョイント
２　攪拌羽根駆動用モータ
３、１６　プーリー
４　ベルト
２１、２２、２３、２４　支柱パイプ
３１、３２、３３、３４　パイプスクリュー
Ａ、Ｃ　供給口
Ｂ、Ｄ　排出口

Claims (4)

1. 円筒状容器の回転シャフトを中空構造とし、該容器の内部において容器の軸方向一端から前記中空の回転シャフトと連通させてパイプスクリューを容器の他端に向けて一方向回りにらせん状に他端まで巻き、他端において折り返し容器の前記一端に向けてこんどは前記一方向回りとは逆方向回りにらせん状に巻き戻し、該一端において前記中空の回転シャフトに前記連通位置とは異なる位置で連通させ、前記一方向回りにらせん状に巻かれるパイプスクリューと前記逆方向回りにらせん状に巻かれるパイプスクリューとは巻き径を変え、該回転シャフトをパイプスクリューとともに回転させながら前記容器の一端側から中空の回転シャフトに蒸気を供給し、該蒸気を該回転シャフトと連通した前記パイプスクリューに流し再び中空の前記回転シャフトに戻して該回転シャフト内を通し、容器の他端側から排出するように構成したことを特徴とする穀物熱処理攪拌装置。
2. 前記容器内におけるパイプスクリューの巻き径を容器の軸方向において変えたことを特徴とする請求項１に記載の穀物熱処理攪拌装置。
3. 装置外部からロータリージョイントを介して前記回転シャフトに蒸気が供給されることを特徴とする請求項１または２に記載の穀物熱処理攪拌装置。
4. 前記容器の外周に容器加熱用の温水を供給するためのジャケットが設けられたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の穀物熱処理攪拌装置。

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