JP2016209872A - 米粉製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の米粉製造装置よりもコンパクトであって且つ粉砕能力が従来の粉砕装置と同等である米粉製造装置を提供すること。【解決手段】内面に山谷面を備える円筒状の筐体と、筐体内の回転軸に固定された複数枚のローターとを備え、ローターには複数枚のブレードが放射状に立設され、筐体上部にファンが、筐体下部に空気導入口が、筐体上部には排出口が設けられ、空気導入口から投入された原料はファンが起こす旋回空気流によって筐体内に導かれる。筐体内に導かれた原料は、ローターの外周面と複数の山との間の間隙より前記ローターと、その上部のローターとの間の空間に導入され、ブレードによって遠心力が付与されて外周方向に集められローターの外周面と筐体の内面の山との間の間隙より上部空間に導かれることを繰り返し、最終的に排出口より粉砕処理された粒体が排出されることを特徴とする米粉製造装置とする。【選択図】図１

Description

本発明は、米粉製造装置に関する。より詳しくは、粉砕能力を維持しつつ、粉砕装置を省スペース化するとともに低騒音化し、且つ装置の発熱を抑制することにより、原料の澱粉損傷率、原料の風味・色合いの悪化及び原料のアルファー化を防止する玄米又は米等を微粉砕する装置に関する。

従来から、米粉を製造するための米粉製造用粉砕装置として、気流式粉砕機、ピン式粉砕機、碾き臼式粉砕機、胴搗式粉砕機、篩付高速粉砕機、ブレード式粉砕機があった。

特許文献１には、機械的処理のみにより、酵素を使用した場合と同等の、粒形が丸みを帯びた微粉で、小麦粉に近い性質を有する、パン、洋菓子、麺等の製造に適した高品質な米粉を製造することができる方法を提供することを目的とするものが開示されている。

そして、特許文献１には、ケーシング内に、回転体と該回転体に所定間隙を存して対向離間する対向面部とを設けて間隙領域を形成し、該間隙領域を、前記所定の間隙設定に適合した粒子の通過は許容するが、不適合な粒子の通過は不能とする粒度調整領域に構成し、前記間隙領域を通過不能な粒子は、前記間隙領域の入口部または面域部で、前記回転体の回動に連携して前記対向面部に接触せしめて間隙領域を通過可能に解砕し、排出口より排出するよう構成したものである解砕整粒機についてが記載されている。

特許文献２には、小型で構造が簡単であり、しかも熱による原料有効成分へのダメージを極力与えずに原料の微粉砕と乾燥を短時間で同時に行え、安定して運転できる微粉砕乾燥装置を提供することであり、それにより有用な植物の乾燥微粉末を提供することを目的とするものが開示されている。

そして、特許文献２には、複数枚のブレードで構成されるローターを収納した円筒形の粉砕室と、粉砕室と同芯で粉砕室よりも内径が小さく設定された円筒状の分級室を粉砕室の下流側に配置し、分級室の内部に、ローターと同芯で配置された熱風と原料とを導入する導入ダクトと、導入ダクトの途中に連結される原料供給口と、導入ダクトの上流に熱風を発生させるヒータを配置接続し、分級室から円周方向に接して設けられた排出口とを備え、前記ローターの回転により発生する高速気流により、原料同士の衝突もしくは原料と粉砕室円周内面との衝突もしくは原料とブレードとの衝突により微粉砕して表面積を増大させ、粉砕室内部の同一空間で微粉砕と乾燥とを同時にかつ瞬間的に処理することを特徴とする微粉砕乾燥装置が開示されている。

特許文献３には、製パン原料として、玄米全粒粉を用いた玄米粉の製造方法、製パン用の玄米粉を提供すること及び、効率的で簡単な製造工程による、製パン用の玄米粉の製造方法を提供することを目的とするものが開示されている。

特許文献３には、玄米を水に１２時間以上７２時間以下浸漬した後、遠心により脱水処理し、気流粉砕機により粉砕する、パン製造用玄米粉の製造方法が記載されている。

昨今、日本の食品自給率の低下は深刻な問題となっているが、日本人の食の変化に伴う米の消費量の低下は更なる食品自給率の低下につながることから改善策が求められていた。

そこで、小麦粉の代替品として米粉の需要拡大が期待されている。そうした中で企業の米粉に対する様々な取り組み、米粉を取り扱うスーパーの増大、インターネットでの手軽な米粉の注文及び様々な米粉のレシピ集の増大から順調に米粉の需要が増えていた。しかし、ここへきて米粉の需要が頭打ちしている。その原因として流通米粉の限界が考えられる。

そこで更なる米粉の需要の拡大として道の駅、農産物直売所及び町の小さなパン屋、製麺所及びケーキ屋等が手軽に直接米粉を製造できる環境の提供が求められる。

しかし、従来の粉砕能力の高い粉砕装置は装置自体が大きくて店舗に置けるほどのスペースがない。一方、省スペースの粉砕装置は需要者が求める粉砕能力を満たさず、粉砕能力をあげれば米粉製造時の騒音の拡大につながるなどの問題があった。

特開２０１３−１４３９３３号公報 特開２０１３−１７４４０５号公報 特開２０１０−１５２０２５号公報

従来の気流式粉砕装置は、省スペース化を図ると筐体内のローターの小型化に伴い、ローターの周速度が低下し、原料を粉砕するために必要なローターの最低周速度に達せず最適な米粉を製造できない。そこで仮に、粉砕装置のローターの回転速度を上げると粉砕時の騒音が増大する。更に、装置が発熱し筐体内の温度が上昇することにより、原料の澱粉損傷率及び原料の風味・色合いの悪化や原料のアルファー化も発生する。

本発明は、かかる従来装置の問題点に鑑みてなされたものであり、粉砕能力を維持しつつ、粉砕装置を省スペース化するとともに低騒音化し、且つ装置の発熱を抑制することにより、原料の澱粉損傷率、原料の風味・色合いの悪化及び原料のアルファー化を防止する装置を提供することを課題とする。

本発明は装置の省スペース化により町の小さなパン屋、製麺所及びケーキ屋で使用できる装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、玄米又は米等を粉砕する米粉製造装置であって、内面にその軸線方向に沿って、交互に複数の山と谷がひだ状に形成された円筒状の筐体と、前記筐体内の同一の軸を中心として回転自在に設けられ、且つ互いに離間するように回転軸に固定された複数の円盤状のローターとを備え、前記回転軸に、トルク伝達機構を介して駆動源によりトルクが伝達され、前記ローターには、前記筐体内面に対峙するように前記ローターの最上段から最下段に渡ってなるブレードが放射状に立設され、前記筐体の上部に前記筐体の下部から上部方向に向かって旋回空気流を発生する為のファン及びその駆動源が設けられ、前記筐体の下部に設けられた空気導入口より筐体内に導入された空気は前記旋回空気流により、筐体内面の複数の山と前記複数のローターの外周面との間の間隙を介して筐体上部に導入され、さらに、筐体上部に設けられた排出口から排気され、前記空気導入口より投入された原料としての玄米又は米等は、前記旋回空気流により筐体下部より、前記ローターの外周面と複数の山との間の間隙より前記ローターと、その上部のローターとの間の空間に導入され、前記ブレードによって、遠心力が付与されて前記ローターの外周方向に集められ筐体の内面の山と前記ローターの外周面との間の間隙より前記ローターと、その上部のローターとの間の空間に導かれることを繰り返し、前記排出口より粉砕処理された粉体と空気が一緒に排出されてなることを特徴とする前記玄米又は米等を粉砕する米粉製造装置に関する。

請求項２に係る発明は、前記ブレードと前記筐体の内面の山との間の間隙が２ｍｍ〜４ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の米粉製造装置に関する。

請求項３に係る発明は、前記ローターと前記ファンの駆動源が異なることを特徴とする、請求項１又は２に記載の米粉製造装置に関する。

本発明によれば、筐体内の上部に取り付けられたファンとローターがモーターによって高速回転することにより、筐体内に旋回空気流を発生させ、空気導入口から導入された空気は、筐体内面の複数の山と前記複数のローターの外周面との間の間隙を介して筐体上部に導入され、筐体上部に設けられた排出口から排気され、空気導入口より投入された原料は、前記旋回空気流により筐体下部より、前記ローターの外周面と複数の山との間の間隙より前記ローターと、その上部のローターとの間の空間に導入され、前記ブレードによって、遠心力が付与されて前記ローターの外周方向に集められ筐体の内面の山と前記ローターの外周面との間の間隙より前記ローターと、その上部のローターとの間の空間に導かれる、ことを繰り返し、前記排出口より粉砕処理された粉体と空気が一緒に排出されて、微粉砕された玄米又は米等の粉が得られる。

本発明によれば、ローターからライナー側に突出したブレードと、筐体内面の山部との間の間隙を２ｍｍ〜４ｍｍにすることにより、原料を適切な粒度に粉砕でき、且つ原料の澱粉損傷率を低下させ、原料の風味・色合いの悪化や原料のアルファー化の発生を抑えることができる。

本発明によれば、ローターとファンの駆動源が異なることにより、ローターとファンを異なる回転数で駆動でき、原料の粉砕時の条件をより細かく設定することが可能となる。

本発明の実施形態に係る米粉製造装置の一例を示す説明図である。 本発明の一例の筐体の平面視を示す説明図である。 本発明の一例の筐体の正面視を示す説明図である。 本発明の一例の米粉製造装置の要部の分解説明図である。

本発明に係る米粉製造装置の実施形態を図１乃至図４を用いて説明する。図１のローターは５段であり下段からローター（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）、（１ｄ）、（１ｅ）とする。（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）、（１ｄ）、（１ｅ）の総称としてローター（１）という。なお、ローターの段数を５段とすることは一例であり、何段としてもよい。

本発明の米粉製造装置を用いて米粉を製造するために原料の前処理工程を行う。なお、これら、前処理工程は一例であってこれらに限定されるものではない。

［玄米の前処理工程］
例えば、ロールミル等による粗割を行う。その後洗米を３分かけて浸漬を兼ねて行う。テンパリングとして３０分から１時間をかけて、粗砕玄米の水分率を３０％前後に調整する。
なお、ロールミル等による粗割が必ずしも必要ではない。例えば、水に浸漬させる時間（吸水時間とも言う）を、好適には１２時間以上７２時間以内、より好適には、１２時間以上４８時間以内、更に好適には、１２時間以上２４時間以内とすることで粗割を省略することができる。

［白米の前処理工程］
例えば、洗米を２分くらいかけて行う。その後、ザルで水切りし１次テンパリングとして加水作業を５〜１０分行いクラックを入れる。再度１分くらい洗米を行う。水流でクラックが割れ、腹から吸水すると考えられる。
２次テンパリングとして３０分から１時間をかけて、水分率を３０％前後に調整する。

［粉砕工程］
本発明に係る米粉製造装置によれば、筐体（４）内の上部に取り付けられたファン（２）とローター（１）がモーター（１１）１台又は他のモーター（図示せず）２台によって高速回転することにより、筐体（４）内に旋回空気流を発生させ、空気導入口（９）（原料導入口と同じ）から導入された空気は、筐体（４）内面の複数の山（以下ライナー（５）という）と前記複数のローターの外周面との間の間隙を介して筐体（４）上部に導入され、筐体（４）上部に設けられた排出口（１０）から排気される。
原料導入口（９）より投入された原料は、前記旋回空気流により筐体（４）下部より、前記筐体（４）内面の最下段に配設された第１ローター（１ａ）の外周面とライナー（５）の間隙より前記第１ローター（１ａ）と、その上部の第２ローター（１ｂ）との間の空間に導入され、ブレード（６）によって、遠心力が付与されて前記第２ローター（１ｂ）の外周方向に集められ、ライナー（５）と前記第２ローター（１ｂ）の外周面との間の間隙より前記第２ローター（１ｂ）と、その上部の第３ローター（１ｃ）との間の空間に導かれる。

ブレード（６）によって、遠心力が付与されて前記第３ローター（１ｃ）の外周方向に集められ、ライナー（５）と前記第３ローター（１ｃ）の外周面との間の間隙より前記第３ローター（１ｃ）と、その上部の第４ローター（１ｄ）との間の空間に導かれ、ブレード（６）によって、遠心力が付与されて前記第４ローター（１ｄ）の外周方向に集められライナー（５）と前記第４ローター（１ｄ）の外周面との間の間隙より前記第４ローター（１ｄ）と、その上部の第５ローター（１ｅ）との間の空間に導かれ、ブレード（６）によって、遠心力が付与されて前記第５ローター（１ｅ）の外周方向に集められライナー（５）と前記第５ローター（１ｅ）の外周面との間の間隙より更にその上の空間に導かれ、最終的に前記排出口（１０）より粉砕処理された粉体と空気が一緒に排出されることとなる。

ローター（１）からライナー（５）側に突出したブレード（６）と、筐体（４）内面の山部との間隙を２ｍｍ〜４ｍｍにすることにより、原料を適切な粒度に粉砕でき、且つ原料の澱粉損傷率を低下させ、原料の風味・色合いの悪化や原料のアルファー化の発生を抑えることができる。その理由は、前記間隙が２ｍｍ未満であれば、粉砕された原料の粒度が小さくなりすぎるうえ、原料がブレード（６）によって直接粉砕され易くなり、原料の澱粉損傷率の上昇及び原料の風味・色合いの悪化や原料のアルファー化が発生する。逆に、前記間隙が４ｍｍを超える場合では、粉砕された原料の粒度が大きくなってしまうため、いずれの場合も望ましくないからである。

筐体（４）内では、ブレード（６）の数が６から１６であることにより、筐体（４）内で、其々の段数のローター（１）とブレード（６）及び筐体（４）内面の山部との間で渦流気流が効率よく発生し、原料は筐体（４）内面のひだ状の部位に効率よく衝突し粉砕される。更に、原料は、ローター（１）の高速回転によって起こる粒子間の破砕、摩擦が効率よく繰り返されることにより細かく粉砕される。
なお、製造コスト及び装置の小型化・複雑化の観点から、ブレード（６）の数は８から１２であることがより好ましい。

ブレード（６）の枚数が５枚以下だと渦流気流の発生の効率が悪くなることと、原料に与える遠心力が減少することから、原料が筐体（４）内面のひだ状の部位に当たる率が減り、更には粒子間の破砕、摩擦の効率も悪くなる。結果として原料の粒度が大きくなる。
ブレード（６）の枚数は１７枚以上にすることによる粉砕能力の向上の見込みはなく、製造コストの負担及び装置の複雑化が問題となる。

本発明に係る米粉製造装置によれば、粉砕装置のローター（１）径が１５０ｍｍ以下及びローター（１）の回転数が６０００ｒｐｍ以下であっても粉砕処理能力は３ｋｇ／ｈ以上とすることが可能である。このことにより、粉砕時の騒音を増加することなく装置の省スペース化を実現した。
なお、ローター（１）とファン（２）が別の駆動源により駆動され、ローター（１）の回転数がファン（２）の回転数よりも小さい場合には、より空気の導入量及び排出量が多くなり、粉砕効率が向上するので望ましい。

ローター（１）の回転数がファン（２）の回転数よりも小さい場合には、空気の導入量及び排出量が多くなるとともに粉砕された原料の排出を促進し、ローター（１）の回転数を小さくした場合でも原料の粉砕効率を向上させることができる。
該粉砕は原料同士がぶつかり合って粉砕される自己粉砕方式のため、粉砕時の衝撃力が小さく且つ短時間で粉砕されるため、澱粉損傷を極めて受けにくい。
本発明に係る米粉製造装置によれば、空気の発生量が多く、空気が粉砕媒体としての役割も果たすため温度上昇が少なく、原料の風味・色合いを維持でき、原料のアルファー化も非常に少ない。
本発明に係る米粉製造装置によれば、澱粉損傷率を５％以下に抑え、平均粒径が１０μｍ〜１００μｍという米粉を安定して供給可能である。また、金属どうしの衝突部がないので金属粉が混入しにくい。

原料粉砕工程で、複数の段数のローター（１）とブレード（６）及びライナー（５）との間で渦流気流が発生し、原料はライナー（５）に衝突し粉砕される。更に、原料は高速回転によって起こる粒子間の破砕、摩擦を繰り返し、細かく粉砕される。

粉砕熱による品温の上昇を抑えるために、供給原料と機械内部を通過させる空気量の混合比を定めて、原料が熱等でアルファー化現象を起こさせないようにしている。すなわち、この渦流式微粉砕機で前記原料を微粉砕するに当たり、渦流式微粉砕機へ供給する１分当たりの原料の重量Ｗａと、渦流式微粉砕機内部を通過させる１分当たりの空気の重量Ｗｂとの比、Ｗｂ／Ｗａを０．０５〜０．１に調節することにより、粉砕熱による品温の上昇を抑えている。

筐体（４）内の最上段のローター（１ｅ）とファン（２）との間にオリフィス板（３）を設置することが可能である。このオリフィス板（３）の径を調整することにより加工される米粉の粒度の調製が可能である。そして、オリフィス板（３）によって、筐体（４）内の温度制御が可能であり原料の加熱による劣化を防ぐことができる。

筐体（４）は上部に蓋（０）を設け開口部を有するため清掃が容易である。また、ファン（２）、オリフィス（３）及びライナー（５）は該開口部から差し込んで設置され、取り外しが可能な設計とすることで清掃が容易である。

ローター（１）の段数が高いほどローター（１）の径が大きくローター（１）とライナー（５）との間隙が縮小している。即ち、各段のローター間毎に原料の粒度によって分級することが可能となっており、原料の粒度差から生ずる遠心力の差によって、一定の粒度のみ通過できる分級機能を備えている。また、この分級機能は筐体（４）内での気流の速度によって分級の度合いが調整可能である。即ち、ローターの回転速度によって加工される米粉の粒度を調整できる。

本発明に係る米粉製造装置は、設定する粒度に原料が粉砕されるまで筐体（４）内に原料が滞留し続ける機構であるため粉砕分布のメジアン径が１０μｍから１００μｍと細かく、且つ粒度分布もシャープである。なお、粒度選別用にふるい機（スクリーン）は必須構成ではない。

本発明に係る米粉製造装置によれば、ローター（１）径が１５０ｍｍ以下及びローター（１）の回転数が６０００ｒｐｍ以下であっても粉砕処理能力は３ｋｇ／ｈ以上とすることが可能である。このことにより、粉砕時の騒音を増加することなく装置の省スペース化を実現した。

ブレード（６）の形状は下部の方がライナー（５）との間隙が拡大する形状となっている。このことにより、粉砕前の原料がブレード（６）とライナー（５）間で詰まることを防止している。

ローター（１）からライナー（５）方向に突出したブレード（６）と、筐体（４）内面の山部との距離は２〜４ｍｍである。このことにより、粉砕された原料の粒度が小さく又は大きくなりすぎることを防止できる。さらに、原料がブレード（６）によって直接粉砕され難くなることで、原料の澱粉損傷率を低下させ、原料の風味・色合いの悪化や原料のアルファー化の発生を抑えることができる。

ローター（１）とファン（２）は別の駆動源により駆動させることができる。このことにより、ローター（１）とファン（２）を異なる回転数で駆動でき、原料の粉砕時の条件をより細かく設定することが可能となる。
ローター（１）の回転数をファン（２）の回転数よりも小さくした場合には、空気の導入量及び排出量が多くなるとともに粉砕された原料の排出を促進し、ローター（１）の回転数が小さい場合でも原料の粉砕効率を向上させることができる。

本発明に係る米粉製造装置によれば、離れた位置の原料を自動吸引し製品の自動搬送ができる。

本発明に係る米粉製造装置によれば、該粉砕は原料同士をぶつけ合って粉砕する自己粉砕方式のため、粉砕時の衝撃力が小さく且つ短時間で粉砕されるため、澱粉損傷を極めて受けにくく、空気の発生量が多く、空気が粉砕媒体としての役割も果たすため温度上昇が少なく、原料の風味・色合いを維持でき、原料のアルファー化も非常に少ない。
本発明に係る米粉製造装置の用途は、玄米、米に限定されるものではなく、小麦、大豆、香辛料、植物、そのほか食品にも利用できる。

０ 蓋
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ ローター
２ ファン
３ オリフィス
４ 筐体
５ ライナー（筐体の内面に設置された山と谷からなるものの例）
６ ブレード
７ 原料フィーダー
８ 捕集容器
９ 空気導入口（原料投入口も兼ねる）
１０ 排出口
１１ モーター
１２ 回転軸
１３ ホッパー
１４ サイクロン

Claims (3)

1. 玄米又は米等を粉砕する米粉製造装置であって、
   内面にその軸線方向に沿って、交互に複数の山と谷がひだ状に形成された円筒状の筐体と、
   前記筐体内の同一の軸を中心として回転自在に設けられ、且つ互いに離間するように回転軸に固定された複数の円盤状のローターとを備え、
   前記回転軸に、トルク伝達機構を介して駆動源によりトルクが伝達され、
   前記ローターには、前記筐体内面に対峙するように前記ローターの最上段から最下段に渡ってなるブレードが放射状に立設され、
   前記筐体の上部に前記筐体の下部から上部方向に向かって旋回空気流を発生する為のファン及びその駆動源が設けられ、
   前記筐体の下部に設けられた空気導入口より筐体内に導入された空気は前記旋回空気流により、筐体内面の複数の山と前記複数のローターの外周面との間の間隙を介して筐体上部に導入され、さらに、筐体上部に設けられた排出口から排気され、
   前記空気導入口より投入された原料としての玄米又は米等は、
   前記旋回空気流により筐体下部より、前記ローターの外周面と複数の山との間の間隙より前記ローターと、その上部のローターとの間の空間に導入され、前記ブレードによって、遠心力が付与されて前記ローターの外周方向に集められ筐体の内面の山と前記ローターの外周面との間の間隙より前記ローターと、その上部のローターとの間の空間に導かれることを繰り返し、前記排出口より粉砕処理された粉体と空気が一緒に排出されてなることを特徴とする前記玄米又は米等を粉砕する米粉製造装置。
2. 前記ブレードと前記筐体の内面の山との間の間隙が２ｍｍ〜４ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の米粉製造装置。
3. 前記ローターと前記ファンの駆動源が異なることを特徴とする、請求項１又は２に記載の米粉製造装置。

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