JP2005288367A - 混合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粉体の品質を低下させることなく、粉体に液体を高い精度で付着させることができる簡易な混合装置を提供する。
【解決手段】混合装置１００Ｃは、内部空間Ｃを有する本体部３０と、内部空間Ｃに粉体Ａを分散させる粉体分散部１０と、粉体分散部１０の周囲に複数配置され、分散された粉体Ａが内部空間Ｃを落下している間に、粉体Ａに向けて液滴Ｂを噴霧する液体噴霧部２０−１，２０−２と、粉体分散部１０の上方に設けられ、内部空間Ｃに混在する粉体Ａを回収して再び粉体分散部１０に供給するためのサイクロン分離器７０とを備え、サイクロン分離器７０には、サイクロン分離器７０に粉体Ａを供給するための粉体供給管７２が連結され、この粉体供給管７２には、本体部３０に導入された空気を排気するための排気管３８が連結されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、食品等の原料として用いられる粉体と液体とを混合する混合装置に関するものである。

従来、粉体に液体を付着又は被覆（コーティング）する各種装置が知られている。
特許文献１は、分散状態の粉粒体を含む気流を通す筒状通路に、その気流の流通方向に沿って階層をなすように多段に設けられ、この筒状通路の内部に向かって円環状のスリットが形成された環状部材を備えた粉粒体のコーティング装置を開示している。
この粉粒体のコーティング装置は、乾燥チャンバーからなる乾燥部をさらに備えており、円環状のスリットから液体又は圧縮空気を吐出して、例えば、粉粒体（顆粒状の医薬品等）に液体を付着させた後、この乾燥部で乾燥することにより、粉粒体に液体をコーティングでき、その結果、粉粒体の表面改質を行うことができる。

しかしながら、特許文献１に記載された粉粒体のコーティング装置では、環状に形成されたスリットの全周から均一に液体が噴出しない（すなわち、液体が偏ってしまう）可能性がある。
また、環状部材の各段に設けられたスリットが互いに近接しているために、筒状通路の側壁に粉粒体又は液体が衝突し、液体が付着した粉粒体がスリット又は筒状通路に詰まってしまう可能性もある。
このため、上述した粉粒体のコーティング装置において、粉粒体に液体を精度よくコーティングするためには、スリット、筒状通路等の形状を高い精度で成形する必要があり、コストが高くなる場合があった。

さらに、食品等の原料として用いられる粉体は、一部の医薬品のようにその表面全体に液体を均一にコーティングする必要がない場合が多く、例えば、小麦粉と水とを混合する場合には、小麦粉に水が付着すれば十分であることが多い。

また、他の混合装置としては、例えば、粉体と液体とを混合するために低速回転する混合室と、この混合室の内部に設けられ、混合室に投入された粉体を解砕するために高速回転するチョッパーとを備えたものが知られている。
この混合装置によれば、混合室及びチョッパーにより、粉体と液体とを混合することができるが、チョッパーは、既にある程度分散している粉体に対しても連続的に剪断力を与えることになる。このため、粉体は、剪断力によるダメージを必要以上に受けてしまい、品質が低下してしまうことがあった。

したがって、食品等の原料として用いられる粉体に液体を付着させる混合装置としては、簡易であると共に、粉体の受けるダメージを小さくできる装置が求められていた。

特許第３０３１６７７号公報

本発明の課題は、粉体の品質を低下させることなく、粉体に液体を高い精度で付着させることのできる簡易な混合装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、粉体（Ａ）と液体（Ｂ）とを混合するための混合装置であって、内部空間（Ｃ）を有する本体部（３０）と、前記本体部（３０）の上面（３１）に配置され、前記内部空間（Ｃ）に前記粉体（Ａ）を分散させる少なくとも１つの粉体分散部（１０）と、前記粉体分散部（１０）の周囲に配置され、前記粉体（Ａ）が前記内部空間（Ｃ）を落下している間に、前記粉体（Ａ）に向けて前記液体（Ｂ）を噴霧する少なくとも１つの液体噴霧部（２０−１，２０−２）と、を備えた混合装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の混合装置において、前記粉体分散部（１０）は、前記粉体（Ａ）を供給するための粉体供給口（１１）と、前記粉体供給口（１１）と前記内部空間（Ｃ）とを連通する粉体用通路（１４）と、略円周状に前記粉体用通路（１４）と連通し、前記粉体用通路（１４）を通過する前記粉体（Ａ）に圧縮空気を噴出する噴出口（１３）と、を備えた混合装置である。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の混合装置において、前記粉体分散部（１０）により分散された前記粉体（Ａ）の分散主方向（Ａ１）と、前記液体噴霧部（２０−１，２０−２）により噴霧された前記液体（Ｂ）の噴霧主方向（Ｂ１）とは、互いに鋭角をなすこと、を特徴とする混合装置である。

請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の混合装置において、前記本体部（３０）は、前記内部空間（Ｃ）を落下した前記粉体（Ａ）と前記液体（Ｂ）との混合物を、前記本体部（３０）の外部に排出するための排出口（３３）と、前記混合物を前記排出口（３３）に移送する移送部（４０）と、を備えた混合装置である。

請求項５の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の混合装置において、前記本体部（３０）は、前記内部空間（Ｃ）に導入された空気を排気するための排気口（３５）と、前記排気口（３５）に設けられ、前記粉体（Ａ）を前記内部空間（Ｃ）に留めるためのフィルタ（３７）と、を備えた混合装置である。

請求項６の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の混合装置において、前記粉体分散部（１０）の上方に設けられ、前記粉体（Ａ）を含んだ空気流を固気分離するためのサイクロン分離器（７０）と、前記サイクロン分離器（７０）に前記粉体（Ａ）を供給するための粉体供給管（７２）と、をさらに備え、前記粉体供給管（７２）は、前記本体部（３０）に導入された空気を排気するための排気管（３８）と連結されていること、を特徴とする混合装置である。

請求項７の発明は、請求項５又は請求項６に記載の混合装置において、前記本体部（３０）は、前記内部空間（Ｃ）を落下した前記粉体（Ａ）と前記液体（Ｂ）との混合物を、堆積させるための堆積部（３４）と、前記堆積部（３４）に堆積した前記混合物を、前記本体部（３０）の外部に排出するための排出口（６２）と、前記堆積部（３４）に設けられ、前記混合物を前記排出口（６２）に移送する移送部（６０）と、を備えた混合装置である。

請求項８の発明は、請求項７に記載の混合装置において、前記混合物の移送時及び／又は堆積時に、前記混合物を攪拌する攪拌部（４０−１）をさらに備えたこと、を特徴とする混合装置である。

請求項９の発明は、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の混合装置において、少なくとも２種類の粉体を前記粉体分散部（１０）に供給する粉体供給部（７１−１，７１−２）をさらに備えたこと、を特徴とする混合装置である。

本発明の混合装置は、（１）内部空間を有する本体部の上面に配置され、この内部空間に粉体を分散させる少なくとも１つの粉体分散部と、粉体分散部の周囲に配置された少なくとも１つの液体噴霧部とを備え、この液体噴霧部は、粉体が内部空間を落下している間に、粉体に向けて液体を噴霧するので、分散状態にある粉体と、液体が微粒化した液滴とを気中で衝突させることにより、粉体に液滴を付着させることができる。

（２）粉体分散部は、粉体を供給するための粉体供給口と内部空間とを連通する粉体用通路と、略円周状に粉体用通路と連通し、粉体用通路を通過する粉体に圧縮空気を噴出する噴出口と、を備えているので、粉体は、噴出口から噴出される高速気流により吸引され、粉体用通路の壁面及び／又は粉体の粒子と衝突し、さらに、高速気流による剪断力を受け、その結果、内部空間に粉体を分散させることができる。

（３）粉体分散部により分散された粉体の分散主方向と、液体噴霧部により噴霧された液体の噴霧主方向とが互いに鋭角をなすので、分散状態にある粉体と、液体が微粒化した液滴とを気中において高い確率で衝突させることができる。

（４）本体部は、内部空間を落下した粉体と液体との混合物を、本体部の外部に排出するための排出口と、この混合物を排出口に移送する移送部と、を備えているので、液滴が付着した粉体を、本体部の外部に連続的に排出することができる。

（５）本体部は、内部空間に導入された空気を排気するための排気口に設けられ、粉体を内部空間に留めるためのフィルタを備えているので、内部空間に導入された空気を、フィルタを介して本体部の外部に排気することができる。

（６）粉体分散部の上方に設けられ、粉体を含んだ空気流を固気分離するためのサイクロン分離器と、本体部に導入された空気を排気するための排気管と連結され、サイクロン分離器に粉体を供給するための粉体供給管とを備えているので、内部空間に混在している粉体及び液滴は、空気と共に排気管を介して粉体供給管に排出され、さらに、この粉体供給管内でサイクロン分離器に供給される粉体と混合された後、サイクロン分離器に供給され、再び、粉体分散部により内部空間に分散される。

（７）本体部は、内部空間を落下した粉体と液体との混合物を、堆積させるための堆積部を備えているので、堆積部に堆積した混合物の堆積面上に、液滴が付着した粉体と粉体単体と液滴単体とが混在した状態で吹き付けられた場合に、この混合物の堆積面上には、内部空間に導入された空気による乱流が形成されるので、内部空間において、粉体単体に液滴単体が付着し、その結果、粉体に液滴を高い精度で付着させることができ、混合物中での粉体と液体との分布を略均一にすることができる。
さらに、本体部は、堆積部に堆積した混合物を、本体部の外部に排出するための排出口と、堆積部に設けられ、この混合物を排出口に移送する移送部とを備えているので、堆積部に堆積した混合物を本体部の外部に連続的に排出することができる。

（８）混合物を攪拌する攪拌部を備えているので、混合物の移送時及び／又は堆積時に、混合物を排出口に滑らかに移送できると共に、混合物中での粉体と液体との分布をより均一にすることができる。

（９）少なくとも２種類の粉体を粉体分散部に供給する粉体供給部を備えているので、１つの粉体分散部に２種類以上の粉体を経時的、定量的に供給することができ、その結果、２種類以上の粉体を混合した後、この混合された粉体に液滴を付着させることができる。

本発明は、粉体の品質を低下させることなく、粉体に液体を高い精度で付着させるという目的を、粉体と液体とを混合するための内部空間に粉体を分散させる粉体分散部の周囲に、粉体が内部空間を落下している間に、粉体に向けて液体を噴霧する少なくとも１つの液体噴霧部を配置することによって実現する。

以下、図面等を参照して、本発明の実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明の実施例１による混合装置１００を示す図である。
混合装置１００は、食品等の原料として用いられる粉体Ａ（例えば、小麦粉等）と液体Ｂ（例えば、水、油脂等）とを混合するための装置であって、本体部３０と、粉体分散部１０と、粉体分散部１０の周囲に配置された液体噴霧部２０−１，２０−２等とを備えている。
本体部３０は、粉体Ａと液体（液滴）Ｂとが導入される内部空間Ｃを有する。この本体部３０の上面３１は、適宜角度調整されており、例えば、略円錐状になっている。
粉体分散部１０は、本体部３０の上面３１の略中央に配置され、内部空間Ｃに粉体Ａを分散させるエジェクター式分散器であって、例えば、分散器本体１５と、粉体Ａを供給するための粉体供給口１１と、粉体用通路１４と、スリット１３と、エアーチャンバ１２と、エアーチャンバ１２に外部から空気を導入するための空気流入口１６等とを備えている。

粉体供給口１１は、分散器本体１５の上面にすり鉢状に形成されている。粉体用通路１４は、粉体供給口１１と内部空間Ｃとを連通している。スリット１３は、例えば、リング状に形成されたノズルであって、略円周状に粉体用通路１４とエアーチャンバ１２とに連通しており、粉体用通路１４を通過する粉体Ａに圧縮空気（高速気流）を噴出する。
エアーチャンバ１２は、空気流入口１６から導入された空気をスリット１３の全周に亘り均一な噴出圧力とする作用を持つ空気溜りである。スリット１３から噴出される高速気流は、空気流入口１６から導入された空気圧がエアーチャンバ１２で均一化された後、スリット１３を通過させることで形成される。なお、スリット１３の幅は、ネジ等で適宜調整可能である。

粉体Ａは、スリット１３から噴出された高速気流による、いわゆるエジェクター効果により吸引される。その後、粉体Ａは、高速気流による剪断力を受けて、粉体用通路１４の壁面と衝突したり、粉体Ａの粒子同士が衝突することにより、内部空間Ｃに略円錐状に分散する。

液体噴霧部２０−１，２０−２は、例えば、粉体分散部１０の周囲に複数配置され、分散された状態にある粉体Ａが内部空間Ｃを落下している間に、液体が微粒化した液滴Ｂを粉体Ａに向けて噴霧するものであって、内部空間Ｃと連通した液体用通路２２と、液体用通路２２に連通すると共に、不図示の空気源より導入された圧縮空気を液体用通路２２に高速噴射するノズル２１とを備えている。
液体用通路２２を通過する液体は、ノズル２１から高速噴射される圧縮空気によって微粒化され、液滴Ｂとして内部空間Ｃに略円錐状に分散する。
液体噴霧部２０−１，２０−２には、上記のような二流体ノズル方式のみならず、高圧ポンプを用いた一流体ノズル方式や、超音波噴霧方式等、様々な噴霧方式が採用できる。

ここで、粉体分散部１０と、液体噴霧部２０−１，２０−２とは、上述した本体部３０の上面３１に配置されているが、この上面３１の角度は適宜調整可能である。このため、粉体分散部１０により分散された粉体Ａの分散主方向Ａ１と、液体噴霧部２０−１，２０−２により噴霧された液滴Ｂの噴霧主方向Ｂ１とが互いに鋭角をなすように、本体部３０の上面３１の形状、粉体分散部１０と液体噴霧部２０−１，２０−２との距離等を適宜調整することにより、粉体Ａと液滴Ｂとを気中で高い確率で衝突させて、粉体Ａに液滴Ｂを高い精度で付着させることができる。
すなわち、混合装置１００では、内部空間Ｃにおいて粉体Ａに液滴Ｂを付着させる場合に、初期状態から単粒子に分散された粉体Ａに対して、微粒化した小粒径の液滴Ｂを付着させることにより、粉体Ａに均一な添加を行うことができる。

したがって、混合装置１００によれば、液体噴霧部２０−１，２０−２は、粉体Ａが内部空間Ｃを落下している間に、分散状態にある粉体Ａに向けて液滴Ｂを噴霧するので、粉体Ａと液滴Ｂとを気中で衝突させることで、粉体Ａに液滴Ｂを簡易かつ高い精度で付着させることができ、さらに、粉体Ａは、気中で分散された状態で液滴Ｂと付着するので、必要以上の剪断力を受けることがなく、粉体Ａの受けるダメージを小さくでき、その結果、粉体Ａの品質を維持することができる。

図２は、本発明の実施例２による混合装置１００Ａを示す図である。なお、以下に示す各実施例では、上述した混合装置１００と同一部材については同一符号を付し、機能等の説明を適宜省略する。
混合装置１００Ａは、例えば、混合装置１００と比べると、本体部３０の下部に移送装置３０Ａを設けた点が異なる。移送装置３０Ａは、本体部３０の壁面と連続する筒状のケーシング３２と、攪拌移送部４０とを備えている。
ケーシング３２は、図示のように、略水平方向に延在しており、一端側は、粉体Ａ及び液滴Ｂを導入するために上方に向かって開放されており、他端側には、内部空間Ｃを落下した粉体Ａと液滴Ｂとの混合物を、ケーシング３２の外部に排出するための排出口３３が設けられている。
攪拌移送部４０は、ケーシング３２の内部（例えば、軸心部付近）に回転可能に配設された回転シャフト４１と、回転シャフト４１の周方向に複数配置された攪拌子４２とを備えている。なお、回転シャフト４１は、ケーシング３２の側壁に配置された駆動制御部５０により駆動される。
また、攪拌移送部４０は、粉体Ａと液滴Ｂとの混合物を移送する機能と攪拌する機能とを兼ね備えており、例えば、回転シャフト４１の回転に伴い、この混合物を排出口３３に滑らかに移送して、ケーシング３２の外部に連続的に排出することができ、さらに、混合物中での粉体Ａと液滴Ｂとの添加分布（ここでは、粉体Ａと液滴Ｂとの混合度合いを示しており、添加分布の均一性が高い程、混合が高い精度で行われたことを意味する：図６参照）をより均一にすることができる。

したがって、混合装置１００Ａによれば、粉体Ａと液滴Ｂとを気中で衝突させたときに、粉体Ａに液滴Ｂを十分に付着できず、例えば、粉体Ａ単体と液滴Ｂ単体とが内部空間Ｃを落下した場合であっても、移送装置３０Ａの移送機能及び攪拌機能によって、粉体Ａと液滴Ｂとの混合物を排出口３３から連続的に排出できると共に、この混合物中の粉体Ａと液滴Ｂとの添加分布の均一性を高めることができる。

図３は、本発明の実施例３による混合装置１００Ｂを示す図である。
混合装置１００Ｂは、例えば、混合装置１００と比べると、本体部３０に、排気口３５と、内部空間Ｃを落下した混合物（例えば、粉体Ａと、液滴Ｂと、液滴Ｂが付着した粉体Ａとが混在した混合物）を堆積させるためのホッパー３４とを設けた点が異なる。
排気口３５は、粉体分散部１０及び液体噴霧部２０−１，２０−２より内部空間Ｃに導入された空気を排気するために、本体部３０の側壁に設けられている。排気口３５には、連結部３６を介してフィルタ３７が設けられている。
フィルタ３７は、内部空間Ｃに導入された空気を排気すると共に、粉体Ａを内部空間Ｃに留めることができる。このため、内部空間Ｃに導入された空気は、排気口３５とフィルタ３７を介して、本体部３０の外部に排気される。

ホッパー３４は、例えば、本体部３０の壁面に連続するように設けられており、その内部には、内部空間Ｃを落下した粉体Ａと、液滴Ｂと、液滴Ｂが付着した粉体Ａとが混在した混合物が堆積しており、堆積層５５が形成されている。
堆積層５５の堆積面上には、内部空間Ｃに導入された空気（例えば、圧縮空気）と、粉体分散部１０から内部空間Ｃに分散された粉体Ａと、液体噴霧部２０−１，２０−２から内部空間Ｃに噴霧された液滴Ｂと、内部空間Ｃで液滴Ｂが付着した粉体Ａとが混在した状態で吹き付けられる。
このため、堆積層５５の堆積面上には、乱流が形成されて混合作用が生じるので、例えば、初期状態では液滴Ｂが付着しなかった粉体Ａに、液滴Ｂが付着することになり、その結果、混合物中の粉体Ａと液滴Ｂとの添加分布の均一性をさらに高めることができる。

なお、上述した粉体Ａの分散主方向Ａ１に対応する粉体Ａの吹き付け面と、同じく、液滴Ｂの噴霧主方向Ｂ１に対応する液滴Ｂの吹き付け面とが、堆積層５５の堆積面上で重なり合うように、粉体分散部１０と液体噴霧部２０−１，２０−２との角度、距離等を適宜調整することにより、上述した混合作用を高めることができる。

また、ホッパー３４の最下部には、排出装置６０が設置されている。排出装置６０には、堆積層５５を形成する混合物がマスフロー状態で供給される。この排出装置６０は、例えば、スクリューフィーダーであって、スクリュー６１と、混合物を本体部３０の外部に排出するための排出口６２とを備えている。

排出装置６０は、図示しない駆動手段により駆動されるスクリュー６１の回転によって、混合物を排出口６２に移送し、その結果、ホッパー３４に堆積した混合物を本体部３０の外部に連続的に排出することができる。また、排出装置６０は、スクリュー６１の回転速度を変更することにより、混合物の排出量を適宜調整することができる。
なお、排出装置６０は、ホッパー３４に堆積した混合物を排出口６２に移送して、本体部３０の外部に排出できるのであれば、スクリューフィーダーに限らず適宜の排出装置（例えば、電磁フィーダー、ベルトフィーダー、ロータリーバルブ、ロータリーフィーダー、テーブルフィーダー等）を用いてもよい。

また、ホッパー３４の内部には、上述した排出装置６０による混合物の排出を滑らかにすると共に、堆積層５５を形成する混合物中の粉体Ａと液滴Ｂとの添加分布の均一性をさらに高めるために、攪拌部４０−１をさらに配置してもよい。
攪拌部４０−１の例としては、ホッパー３４の内部に配置され、排出装置６０の上方付近に回転可能に配設された回転シャフト４１−１と、回転シャフト４１−１の周方向に複数配置された攪拌子４２−１とを備えたものが挙げられる。攪拌部４０−１は、図示しない駆動手段により駆動される回転シャフト４１−１の回転に伴い、粉体Ａと液滴Ｂとの混合物を攪拌することにより、混合物が堆積層５５としてホッパー３４に堆積している間に固まってしまうことを防止できる。

ここで、上述した混合装置１００Ａでは、回転シャフト４１の回転に伴う攪拌子４２の攪拌によって、粉体Ａと液滴Ｂとの混合物は強い剪断力を受け、さらに、回転シャフト４１に付着して固まった塊が剥れ落ち製品に混入する可能性があった。
これに対して、混合装置１００Ｂによれば、ホッパー３４に堆積層５５を形成すると共に、堆積層５５の堆積面上に圧縮空気の吹き付けによる乱流を形成することによって、液滴Ｂを添加した粉体Ａに不要な剪断力を与えず、その結果、粉体Ａの品質を維持することができる。
さらに、混合装置１００Ｂによれば、液滴Ｂが気中で粉体Ａと接触できなくても、液滴Ｂは堆積層５５の堆積面上に落下するので、例えば、液滴Ｂがホッパー３４内を落下し、回転シャフト４１−１等に付着して、粉体Ａと固まってしまうことを防止できる。

図４は、本発明の実施例４による混合装置１００Ｃを示す図である。
混合装置１００Ｃは、例えば、混合装置１００Ｂと比べると、粉体分散部１０の上方にサイクロン分離器７０を設けた点と、本体部３０の排気口３５に排気管３８を連結した点とが異なる。なお、ホッパー３４の内部には、混合装置１００Ｂと同様に、攪拌部４０−１と排出装置６０とが配置されており、上述した各機能等を有している。
サイクロン分離器７０は、例えば、いわゆる遠心力集塵器であって、ここでは、吸引式空気輸送を行うことにより、粉体Ａを含んだ空気流を固気分離するために用いられる。サイクロン分離器７０の側壁には、サイクロン分離器７０に粉体Ａを供給するための粉体供給管７２が連結されると共に、その上部には、サイクロン分離器７０に導入された空気を外部に排気するためのブロワ７３がブロワ用排気管７４を介して接続されている。
ここで、ブロワ用排気管７４の途中には、バグフィルタ等の集塵装置（図示せず）を設けることが好ましい。

排気管３８は、本体部３０に導入された空気を排気するためのものであって、上述した粉体供給管７２と連結されている。また、粉体供給管７２には、粉体導入口３９が形成されており、この粉体導入口３９には、所望の粉体を経時的、定量的に粉体供給管７２に供給可能な粉体供給装置７１が配置されている。
この粉体供給装置７１は、例えば、スクリューフィーダーであって、スクリュー７１ａを備えており、その投入口には、粉体Ａが投入されており、図示しない駆動手段により駆動されるスクリュー７１ａの回転に伴って、粉体Ａを粉体供給管７２に供給する。

つぎに、サイクロン分離器７０に伴う混合装置１００Ｃの動作を説明する。
粉体分散部１０により分散された粉体Ａは、内部空間Ｃにおいて、液体噴霧部２０−１，２０−２により粉体Ａに向けて噴霧された液滴Ｂと衝突する。ここで、粉体Ａと液滴Ｂとの衝突は完全に行われない可能性もあるので、内部空間Ｃには、粉体Ａと、液滴Ｂと、液滴Ｂが付着した粉体Ａとが混在した状態で存在している場合がある。
液滴Ｂが付着した粉体Ａは、例えば、ホッパー３４に堆積して堆積層５５を形成するが、粉体Ａと液滴Ｂは、堆積層５５の堆積面上に吹き付けられる圧縮空気により形成された乱流によって混合されるので、粉体Ａと液滴Ｂとの添加分布の均一性が高まる。

さらに、内部空間Ｃには、堆積層５５の堆積面上に形成された乱流に加えて、粉体供給管７２に連結された排気管３８に生じる吸引力により気流が形成される。このため、内部空間Ｃに混在している粉体Ａと液滴Ｂは、内部空間Ｃに導入された圧縮空気と共に、排気管３８を介して粉体供給管７２に排出される。

また、粉体供給管７２には、粉体供給装置７１から粉体導入口３９を経て粉体Ａが供給されているので、内部空間Ｃから排気管３８に吸引された粉体Ａと液滴Ｂは、粉体供給管７２内で粉体供給装置７１から供給された粉体Ａと混合され、さらに、空気輸送によりサイクロン分離器７０に供給される。
サイクロン分離器７０は、その内部に供給された粉体Ａと空気とを分離（固気分離）する。具体的には、空気は、ブロア７３により外部に排気され、一方、粉体Ａは、サイクロン分離器７０の内壁に沿って、旋回しながら落下する。

サイクロン分離器７０内を落下した粉体Ａは、その下方に設置された粉体分散部１０に供給され、再び、粉体分散部１０により内部空間Ｃに分散される。内部空間Ｃに分散された粉体Ａは、上述したように、液滴Ｂと付着して堆積層５５を形成するか、又は、再びサイクロン分離器７０に供給される。
すなわち、混合装置１００Ｃでは、内部空間Ｃに分散され、液滴Ｂと付着しなかった粉体Ａが、サイクロン分離器７０に供給され、再び、粉体分散部１０より内部空間Ｃに分散されるという一連の動作を繰り返すので、粉体Ａと液滴Ｂとの衝突を繰り返し行うことができ、その結果、ホッパー３４に堆積した混合物中の粉体Ａと液滴Ｂとの添加分布の均一性を高めることができる。

ここで、上述した混合装置１００Ｂでは、液滴Ｂの添加量が多い場合、又は、液滴Ｂとして水以外の油脂等を用いる場合には、堆積層５５の堆積面上に圧縮空気が吹き付けられて、乱流が発生することにより、内部空間Ｃに舞い上がった粉体Ａ及び／又は液滴Ｂがフィルタ３７に付着して、このフィルタ３７に目詰まりが生じてしまう場合があった。この目詰まりした粉体Ａ及び／又は液滴Ｂは、混合装置１００Ｂの混合操作を中断した後、フィルタ３７を取り外して、清掃又は廃棄しなければならなかった。

これに対して、混合装置１００Ｃでは、上述したように、フィルタ３７以外の排気機構として、サイクロン分離器７０を用いるので、内部空間Ｃに混在している粉体Ａ及び液滴Ｂは、空気と共に粉体供給管７２を介して、サイクロン分離器７０に供給され、再び、粉体分散部１０により内部空間Ｃに分散される。

したがって、混合装置１００Ｃによれば、内部空間Ｃに分散された粉体Ａに、微粒化した液滴Ｂが初期状態で付着しなかった場合であっても、堆積層５５の堆積面上に形成された乱流と、粉体供給管７２に連結された排気管３８に生じる吸引力により形成される気流とにより、内部空間Ｃにおいて粉体Ａと液滴Ｂとを連続的に衝突させることができ、その結果、粉体Ａを無駄にすることなく、混合物中の粉体Ａと液滴Ｂとの均一化をさらに高めることができる。

（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
図５は、本発明の変形例による混合装置１００Ｄを示す図である。
混合装置１００Ｄは、混合装置１００と比べると、所望の粉体を定量的に粉体分散部１０に供給可能なスクリューフィーダー等の適宜の粉体供給装置７１−１，７１−２を、粉体分散部１０の上方に配置した点が異なる。
この粉体供給装置７１−１，７１−２には、それぞれ粉体Ａ−１，Ａ−２が投入されており、図示しない駆動手段により駆動されるスクリュー７１−１ａ，７１−２ａの回転に伴って、図示のように、１つの粉体分散部１０に２種類の粉体Ａ−１，Ａ−２を定量的に供給することができる。

なお、ここでは、１つの粉体分散部１０に対して、２つの粉体供給装置７１−１，７１−２を用いたが、これに限られず、適宜の数の粉体供給装置を配置するようにしてもよい。これにより、混合装置１００、１００Ａ、１００Ｂでは、１つの粉体分散部１０で２種類以上の粉体を混合して、内部空間Ｃに分散することができ、さらに、内部空間Ｃにおいて、分散された２種類以上の粉体に、液体噴霧部２０−１，２０−２より噴霧された液滴Ｂを付着させることができる。
また、混合装置１００Ｃでは、粉体供給管３８に設けられた粉体導入口３９に、上述した粉体供給装置７１を複数配置することにより、粉体供給管３８に２種類以上の粉体を供給することができる。これにより、混合装置１００Ｃでは、サイクロン分離器７０を介して混合された２種類以上の粉体が１つの粉体分散部１０に供給され、その結果、内部空間Ｃにおいて、分散された２種類以上の粉体に、液滴Ｂを付着させることができる。

また、上述した混合装置１００〜１００Ｄでは、１つの粉体分散部１０の周囲に、２つの液体噴霧部２０−１，２０−２を配置するようにしたが、分散状態にある粉体Ａに、微粒化した液滴Ｂを付着できるのであれば、粉体分散部１０を本体部３０の上面３１に複数配置してもよく、さらに、複数の粉体分散部を中心として放射状に適宜の数の液体噴霧部を、本体部３０の上面３１及び／又は側壁に配置してもよい。

また、上述した混合装置１００Ｂ，１００Ｃでは、ホッパー３４の最下部に、排出装置６０を配置したが、混合装置１００Ｂ，１００Ｃの操作を回分式で行う場合には、排出装置６０の代わりに、ホッパー３４の底部に適宜の開閉式排出口を設ければよい。

次に、上述した実施例を具体的に説明する。

（具体例）
まず、一般的な混合装置と実施例２の混合装置１００Ａとの違いを概念的に説明する。
図６は、粉体に液体を添加した状態について、一般的な混合装置と実施例２の混合装置１００Ａとを比較した概念図である。なお、図中（ａ）、（ｂ）に示すグラフは、横軸を粉体に添加された液体の水分値とし、縦軸をその水分値を示す粉体の頻度とする。
一般的な混合装置では、装置（容器）内に仕込んだ粉体に対して、例えば、上方より液体を吐出して液体添加を行う。
このため、この一般的な混合装置による液体添加の初期状態では、図中（ａ）のグラフａ−１に２つのピークがあるように、水分値が小さく乾き気味の粉体（原料粉体）と、水分値が大きく過剰に液体が添加された粉体との頻度が大きくなっている。なお、グラフａ−１の２つのピーク間の水分値を好適な値とすると、グラフａ−１は、一般的な混合装置の初期状態では、液体が好適に添加されている粉体の頻度が小さいことを示している。
また、グラフａ−１に示す添加量の幅Ｗ１が大きいので、粉体に液体が不均一に添加されていることを示している。

これに対して、混合装置１００Ａでは、上述したように、粉体分散部１０により分散された粉体Ａが内部空間Ｃを落下している間に、液体噴霧部２０−１，２０−２が粉体Ａに向けて液滴Ｂを噴霧するので、分散状態にある粉体Ａと液体が微粒化した液滴Ｂとが気中で衝突する。
ここで、図中（ａ）のグラフａ−２にはピークが１つだけ存在しており、このピークの位置は、グラフａ−１で示す２つのピークの間に対応しているもので、好適な水分値を示す頻度が大きいことを示している。
したがって、混合装置１００Ａでは、液体添加の初期状態において、液体が好適に添加されている粉体の頻度が大きく、さらに、グラフａ−２に示す添加量の幅Ｗ２がＷ１に比べて小さいので、一般的な混合装置に比べて、粉体に対して液体が略均一に添加されていることを示している。その一方で、グラフａ−２に示す添加量の幅Ｗ２は、全体としては、やや添加量に幅があることも示している。

つぎに、図中（ｂ）に示すグラフｂ−１、ｂ−２を用いて、上述した初期状態から混合操作を行った後の状態について、一般的な混合装置と混合装置１００Ａとを比較する。
一般的な混合装置と混合装置１００Ａとは共に、グラフｂ−１、ｂ−２に示すように、好適な水分値を示す頻度が大きく、さらに、グラフｂ−１に示す添加量の幅Ｗ３がＷ１よりも小さく、同じく、グラフｂ−２に示す添加量の幅Ｗ４がＷ２よりも小さいので、巨視的には均一な添加量分布を有している。

しかしながら、粉体に液体が添加された状態を微視的に観察した場合には、図中（ｃ）に示すように、その状態は異なっている。
具体的には、一般的な混合装置では、状態図ｃ−１に示すように、液体が過剰に添加された水分値の大きい粉体Ａ−３と、水分値が小さく乾き気味の粉体Ａ−４とが混在した状態で存在しており、その結果、微視的な添加量の均一性は小さい。
これに対して、混合装置１００Ａでは、状態図ｃ−２に示すように、液体が好適に添加された水分値の好適な粉体Ａ−５が全体的に存在しており、その結果、微視的な添加量の均一性が大きい。

（評価結果）
図７は、粉体に液体を添加した状態について、一般的な混合装置と実施例２の混合装置１００Ａとを比較した比較図である。
ここで、試料としては、小麦粉（初期水分値１３．６％）と、液体添加の均一性を視認できるように食紅を溶かした水（液体）とを用いた。つぎに、小麦粉に液体を添加して、この加水粉の水分値を１７．６％とした（すなわち、４％加水した）。なお、加水粉をサンプリング（重量５ｇ）したときの水分値のばらつきは、両者に差はなかった。

つぎに、小麦粉に液体を添加した加水粉を拡大視した（ここでは、画像に１０ｍｍのスケールを示した）。その結果、一般的な混合装置では、図中（ａ）に示すように、過剰に加水された小麦粉が加水粉中にまだら状に存在していた。
これに対して、混合装置１００Ａでは、図中（ｂ）に示すように、加水粉には大きなムラがなく略均一であった。

図８は、粉体に液体を添加した状態について、一般的な混合装置と実施例２の混合装置１００ＡとをＲＧＢ濃度値に基づいて比較した比較図である。
具体的には、図７で示した画像に対して、この画像内のＲＧＢ濃度値ごとの画素数の頻度を測定し、その標準偏差の大小によって添加均一性を評価した。
一般的な混合装置は、Ｒ標準偏差が５．９、Ｇ標準偏差が６．１、Ｂ標準偏差が３．６であった。また、混合装置１００Ａは、Ｒ標準偏差が４．１、Ｇ標準偏差が３．５、Ｂ標準偏差が２．３であった。
すなわち、混合装置１００Ａでは、一般的な混合装置に比べて、加水粉のＲＧＢ濃度値の標準偏差がいずれも小さい値を示している。したがって、混合装置１００Ａは、一般的な混合装置に比べて、粉体に液体をより均一に添加することができた。

本発明の実施例１による混合装置１００を示す図である。 本発明の実施例２による混合装置１００Ａを示す図である。 本発明の実施例３による混合装置１００Ｂを示す図である。 本発明の実施例４による混合装置１００Ｃを示す図である。 本発明の変形例による混合装置１００Ｄを示す図である。 粉体に液体を添加した状態について、一般的な混合装置と実施例２の混合装置１００Ａとを比較した概念図である。 粉体に液体を添加した状態について、一般的な混合装置と実施例２の混合装置１００Ａとを比較した比較図である。 粉体に液体を添加した状態について、一般的な混合装置と実施例２の混合装置１００ＡとをＲＧＢ濃度値に基づいて比較した比較図である。

符号の説明

１０ 粉体分散部
１１ 粉体供給口
１２ エアーチャンバ
１３ スリット
１４ 粉体用通路
２０−１，２０−２ 液体噴霧部
３０ 本体部
３０Ａ 移送装置
３２ ケーシング
３３ 排出口
３４ ホッパー
３５ 排気口
３７ フィルタ
３８ 排気管
４０ 攪拌移送部
４０−１ 攪拌部
５５ 堆積層
６０ 排出装置
７０ サイクロン分離器
７１，７１−１，７１−２ 粉体供給装置
７２ 粉体供給管
７３ ブロワ
１００、１００Ａ〜Ｄ 混合装置

Claims (9)

1. 粉体と液体とを混合するための混合装置であって、
   内部空間を有する本体部と、
   前記本体部の上面に配置され、前記内部空間に前記粉体を分散させる少なくとも１つの粉体分散部と、
   前記粉体分散部の周囲に配置され、前記粉体が前記内部空間を落下している間に、前記粉体に向けて前記液体を噴霧する少なくとも１つの液体噴霧部と、
   を備えた混合装置。
2. 請求項１に記載の混合装置において、
   前記粉体分散部は、
   前記粉体を供給するための粉体供給口と、
   前記粉体供給口と前記内部空間とを連通する粉体用通路と、
   略円周状に前記粉体用通路と連通し、前記粉体用通路を通過する前記粉体に圧縮空気を噴出する噴出口と、
   を備えた混合装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の混合装置において、
   前記粉体分散部により分散された前記粉体の分散主方向と、前記液体噴霧部により噴霧された前記液体の噴霧主方向とは、互いに鋭角をなすこと、
   を特徴とする混合装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の混合装置において、
   前記本体部は、
   前記内部空間を落下した前記粉体と前記液体との混合物を、前記本体部の外部に排出するための排出口と、
   前記混合物を前記排出口に移送する移送部と、
   を備えた混合装置。
5. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の混合装置において、
   前記本体部は、
   前記内部空間に導入された空気を排気するための排気口と、
   前記排気口に設けられ、前記粉体を前記内部空間に留めるためのフィルタと、
   を備えた混合装置。
6. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の混合装置において、
   前記粉体分散部の上方に設けられ、前記粉体を含んだ空気流を固気分離するためのサイクロン分離器と、
   前記サイクロン分離器に前記粉体を供給するための粉体供給管と、
   をさらに備え、
   前記粉体供給管は、前記本体部に導入された空気を排気するための排気管と連結されていること、
   を特徴とする混合装置。
7. 請求項５又は請求項６に記載の混合装置において、
   前記本体部は、
   前記内部空間を落下した前記粉体と前記液体との混合物を、堆積させるための堆積部と、
   前記堆積部に堆積した前記混合物を、前記本体部の外部に排出するための排出口と、
   前記堆積部に設けられ、前記混合物を前記排出口に移送する移送部と、
   を備えた混合装置。
8. 請求項７に記載の混合装置において、
   前記混合物の移送時及び／又は堆積時に、前記混合物を攪拌する攪拌部をさらに備えたこと、
   を特徴とする混合装置。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の混合装置において、
   少なくとも２種類の粉体を前記粉体分散部に供給する粉体供給部をさらに備えたこと、
   を特徴とする混合装置。