JP2018034158A - Grindstone and polishing granulation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、食品、医薬品、化学原料等、種々の材料をすり潰すための砥石および当該砥石を用いた磨砕装置に関する。 The present invention relates to a grindstone for grinding various materials such as foods, pharmaceuticals, and chemical raw materials, and a grinding apparatus using the grindstone.
食品、医薬品、化学原料等、種々の材料をすり潰す磨砕装置として、種々の形式のものが提案されている。そして、当該磨砕装置において使用される砥石についても、従来より種々の形式のものが提案されている。 Various types of grinding devices for grinding various materials such as foods, pharmaceuticals, and chemical raw materials have been proposed. Various types of grindstones used in the grinding apparatus have been proposed.
従来は、砥石の製造方法として、アルミナなどの如き砥粒(粒状材料)と結合剤を焼成し、固める方法が使用されていた。この方法において、焼成前の結合剤は粉体であり、砥粒どうしの隙間を埋めているが、焼成過程における高温環境においては溶融しガラス質に変化し、砥粒の周りに付着することにより、隙間(気孔)が生成されてしまうという問題がある。 Conventionally, as a method for producing a grindstone, a method in which abrasive grains (granular material) such as alumina and a binder are fired and hardened has been used. In this method, the binder before firing is powder and fills the gaps between the abrasive grains, but in a high temperature environment during the firing process, it melts and changes to vitreous and adheres around the abrasive grains. There is a problem that gaps (pores) are generated.
このような隙間にすり潰す対象の材料が入り込んだ場合、隙間に入り込んだ材料を取り除くことは容易ではなく、食品原料の場合、内部で細菌が増殖する原因となる。また、砥粒の摩耗が進むことにより、砥粒の欠落等が発生し、後工程のポンプロータやシール摺動部、分離装置のスクリーン等を傷つける原因にもなる。 When a material to be ground enters such a gap, it is not easy to remove the material that has entered the gap, and in the case of a food raw material, it causes bacteria to grow inside. In addition, as the abrasive wear proceeds, missing of the abrasive occurs, which may cause damage to the pump rotor, the seal sliding portion, the screen of the separation device, and the like in the subsequent process.
上記の問題を解決するため、エポキシ樹脂等の樹脂を結合剤として成型し、隙間を無くした砥石も提案されている(特許文献1)。しかしながら、材料のすり潰しの過程において、樹脂が削れてしまい、材料に混入する恐れがある。また、特にエポキシ樹脂の原料となるビスフェノールAの安全性を懸念するユーザーも多い。 In order to solve the above problem, there has also been proposed a grindstone in which a resin such as an epoxy resin is molded as a binder to eliminate a gap (Patent Document 1). However, in the process of grinding the material, the resin may be scraped and mixed into the material. Many users are particularly concerned about the safety of bisphenol A, which is a raw material for epoxy resins.
また、材料に接触する表面の磨砕部は粗い砥粒により構成し、本体部は細かい砥粒により構成した2層構造を有する砥石も提案されている(特許文献2)。本体部を細かい砥粒により構成することにより、隙間を小さくすることが可能となる。しかしながら、隙間を小さくしても吸水する性質は変わらないため、水分を多く含む材料をすり潰す際は問題が発生する。また、洗浄性も良好ではない。 Also, a grindstone having a two-layer structure in which the ground grinding portion in contact with the material is composed of coarse abrasive grains and the main body portion is composed of fine abrasive grains has been proposed (Patent Document 2). By configuring the main body portion with fine abrasive grains, the gap can be reduced. However, even if the gap is reduced, the property of absorbing water does not change, so a problem occurs when grinding a material containing a large amount of moisture. Also, the cleaning properties are not good.
また、上記のタイプの砥石は砥粒を使用するため、国や地域によっては食品製造用の機械として認められない場合もある。このため、一般的に食品機械として望ましい材質であるステンレスの如き金属製の砥石が求められている。 Moreover, since the above-mentioned type of grindstone uses abrasive grains, it may not be recognized as a machine for food production in some countries and regions. For this reason, a grindstone made of metal such as stainless steel, which is generally a desirable material for food machinery, is demanded.
材料と接触する部分が金属製の粉砕装置として、衝撃式粉砕機(クラッシャーやピンミル、ハンマーミル)の如き装置が一般的に知られている。このような装置を用いて、例えば大豆のような発泡性成分を含有する材料を粉砕すると、大量の泡が生じやすいという問題がある。よって、発泡性成分を含有する材料のすり潰しには、粉砕ではなく、すり潰す形式の磨砕装置が好ましい。 An apparatus such as an impact pulverizer (crusher, pin mill, hammer mill) is generally known as a pulverizer that is made of a metal in contact with the material. When such a device is used to grind a material containing an effervescent component such as soybean, there is a problem that a large amount of foam is likely to be generated. Therefore, for the grinding of the material containing the foamable component, a grinding device of a grinding type is preferable instead of grinding.
本発明は、材料(原料)をきめ細かくすりつぶすことが可能であるとともに、取扱いが容易で衛生的かつ安全な材質を利用した砥石および当該砥石を用いた磨砕装置を提供する。 The present invention provides a grindstone that is capable of finely grinding a material (raw material), is easy to handle, and uses a hygienic and safe material, and a grinding device using the grindstone.
本発明の砥石は、磨砕装置に組み込み可能であり、原料のすり潰しに利用される砥石であって、互いに取り外し可能な本体部と外周リング部とを備え、前記本体部の外周に沿って粉砕溝が形成され、前記外周リング部は、前記粉砕溝によってすり潰された原料をさらにすり潰す微粉砕溝が形成され、前記本体部と前記外周リング部とが組み合わされた時、前記粉砕溝の外周に前記微粉砕溝が位置し、前記粉砕溝の底と前記微粉砕溝の底との間には、所定の段差が存在する。 The grindstone of the present invention is a grindstone that can be incorporated into a grinding apparatus and is used for grinding raw materials, and includes a main body portion and an outer peripheral ring portion that are removable from each other, and is crushed along the outer periphery of the main body portion. A groove is formed, and the outer peripheral ring portion is formed with a finely pulverized groove for further grinding the raw material ground by the pulverized groove, and when the main body portion and the outer peripheral ring portion are combined, The fine pulverization groove is located on the outer periphery, and a predetermined step is present between the bottom of the pulverization groove and the bottom of the fine pulverization groove.
本発明の砥石の一態様として、例えば、前記粉砕溝に接する内側位置における前記微粉砕溝の深さが、前記粉砕溝の深さより大きい。 As one aspect of the grindstone of the present invention, for example, the depth of the fine pulverization groove at the inner position in contact with the pulverization groove is larger than the depth of the pulverization groove.
本発明の砥石の一態様として、例えば、前記微粉砕溝の深さが前記内側位置に向けて大きくなるように、前記微粉砕溝の底面がテーパー面を有する。 As one aspect of the grindstone of the present invention, for example, the bottom surface of the fine grinding groove has a tapered surface so that the depth of the fine grinding groove increases toward the inner position.
本発明の砥石の一態様として、例えば、前記段差の大きさが0mm〜2mmである。 As one aspect | mode of the grindstone of this invention, the magnitude | size of the said level | step difference is 0 mm-2 mm, for example.
本発明の砥石を有する磨砕装置も本発明として提供される。 A grinding device having the grindstone of the present invention is also provided as the present invention.
本発明の砥石および磨砕装置によれば、材料(原料)をきめ細かくすりつぶすことが可能であるとともに、砥石および磨砕装置の分解・洗浄などの取扱いが容易となるため、原料のすり潰しが必要な産業分野での工程の効率化が図られる。 According to the grindstone and grinding apparatus of the present invention, it is possible to finely grind the material (raw material), and it becomes easy to handle the grinding stone and grinding apparatus such as disassembly and cleaning, so the grinding of the raw material is necessary. Process efficiency in the industrial field is improved.
図1は、本発明の砥石を用いた磨砕装置の一実施形態を示す。本実施形態の磨砕装置1は、原料としての吸水した大豆のすり潰しに好適に用いられる磨砕装置である。磨砕装置1は、床または機械フレームに設置される下部筐体10と、下部筐体10の上部に取り付けられる上部筐体20と、上部筐体20の上部に開閉可能に取り付けられる開閉蓋30と、開閉蓋30の上面に配置される蓋40とを備えている。なお、図1から図3では、説明のため、装置の内部を露出させた状態を示している。
FIG. 1 shows an embodiment of a grinding apparatus using the grindstone of the present invention. The
下部筐体10の内部には動力源として、図示せぬ外部電源に接続されたモーター12が収納されている。また、上部筐体20の内部には、モーター12のモーター回転軸14に連結され、モーター12の回転を伝達するカップリング22、カップリング22に連結された回転軸24aを保持するベアリングが組み込まれたベアリングケース24が収納されている。また、上部筐体20の側面には、すり潰された原料を外部に排出するための排出口26が形成されている。
A
開閉蓋30には蓋側ヒンジ部32が設けられ、蓋側ヒンジ部32は、回動軸34を介して上部筐体20の側面に設けられた筐体側ヒンジ部28と連結している。また、開閉蓋30の内部には、回転軸24aにスプラインにて嵌合した支持板50が設けられる。支持板50の上面には後述する回転砥石100が配置され、回転軸24aの回転とともに、支持板50、回転砥石100が回転する。
The opening /
開閉蓋30の上面には、蓋40が配置される。開閉蓋30の上面における平面視(図1の上方向から見た状態)内部には凹部36(図2参照)が形成されており、当該凹部36に蓋40が配置される。蓋40には原料供給口42が形成され、原料としての大豆及び水が、他の装置や人間の手により原料供給口42を介して供給される。また凹部36には、後述する固定砥石200も配置され、固定される。
A
図2は、開閉蓋30から固定砥石200と蓋40とを取り外した状態を示す分解図である。このように、操作者は開閉蓋30を操作することなく、開閉蓋30の上面の凹部36から蓋40を取り外し、更にその後固定砥石200を取り外すことができる。図示のように、固定砥石200は、本体部210と外周リング部220とを含んでいる。
FIG. 2 is an exploded view showing a state in which the
図3は、図2に示したように操作者が開閉蓋30から蓋40と固定砥石200とを取り外した後、開閉蓋30を開いて回転砥石100を取り外した状態を示す分解図である。操作者が図2の状態から開閉蓋30を持ちあげると、開閉蓋30は回動軸34を中心として回動し、開閉蓋30の内部の回転砥石100が露出する。回転砥石100は前述の支持板50の上に配置されているが、固定ピン130により支持板50に対して空転しないようになっている。回転砥石100の上の回転羽根52、ナット54が、支持板50と回転砥石100の中心を貫通する回転軸24aに対して締めつけにより固定されており、回転砥石100が支持板50に強く固定されている。操作者が、回転羽根52、ナット54を回転軸24aから取り外すことにより、図3に示すように、回転砥石100が取り外し可能となる。
FIG. 3 is an exploded view showing a state in which the operator removes the
図4〜図6は、回転砥石の実施形態の一例を示す。回転砥石100は、各々ステンレス製であって、互いに取り外し可能な本体部110と外周リング部120とを含んでいる。本体部110は、外周リング部120の空間部128(図5参照)に嵌め込まれ、完成状態の回転砥石100では(図6参照)、本体部110の外周および一面に外周リング部120が存在する状態となる。
4-6 shows an example of embodiment of a rotating grindstone. Each of the
本体部110は、吸水した大豆のような原料を粗く粉砕した後に、中程度まで粉砕する粗粉砕用および中粉砕用の砥石部分として機能する。一方、外周リング部120は、本体部110によって中程度まで粉砕された原料をさらに粉砕し、最終的に微粉砕し、すり潰す最終仕上げ用の砥石部分として機能する。
The
本実施形態において、本体部110および外周リング部120の後述する各種の溝は、切削加工等により形成される場合、二つの部分の溝の形態は全く異なるため、これら二つの部分を一体的に一つの回転砥石の中に形成するのは困難である。もちろん、二つの部分の各々を鋳物や放電加工などにより作成することも考えられるが、コストが増加したり、あるいはエッジ品質が良好なものとはならないことがあり得る。また、このような二つの部分を一体的に一つの部品の中に作ることにより、特に金属の場合は重くなり、取扱いが困難なものとなる。
In the present embodiment, when various grooves, which will be described later, of the
本実施形態においては、本体部110および外周リング部120を、それぞれ独立して切削加工により形成することが可能なため、これら二つの部分を容易に形成することができる。また、本体部110および外周リング部120として、それぞれ種々のタイプのものを用意し、組み合わせを変えることにより、種々のタイプの完成品としての回転砥石100を提供することが可能となり、原料の種類や求められる粉砕粒度、製品品質に応じて最適な回転砥石100を用意することが可能となる。さらに、本体部110および外周リング部120のそれぞれについて、磨耗の程度が異なる場合、磨耗の進行度合いが高い方の部分のみを交換することが可能となるため、運用コストを低減することが可能となる。
また、砥石を金属により製造することにより、大きな砥粒の欠落や細かな砥粒や樹脂材料の原料への混入を防止することができる。
In the present embodiment, the
Further, by manufacturing the grindstone with a metal, it is possible to prevent the missing of large abrasive grains and the mixing of fine abrasive grains and resin materials into the raw material.
なお、本実施形態の回転砥石100は本体部110および外周リング部120の二つの部品を備えるが、さらに他の部品を組み合わせ、三つ以上の部品により回転砥石100を構成することも可能である。この場合、回転砥石100は、粗粉砕部、中粉砕部、微粉砕部の三つの部品により構成され得る。
In addition, although the
後述するように、粗粉砕部、中粉砕部、微粉砕部の各々には、粗粉砕溝、中粉砕溝、微粉砕溝が設けられ、それぞれの大きさ(幅および深さ)は、一つの砥石内では一般的に、粗粉砕溝の大きさ>中粉砕溝の大きさ>微粉砕溝の大きさに設定される。また、一つの砥石内では一般的に、最初に原料が供給される中心部から外周に向かうに従い、粗粉砕溝、中粉砕溝、微粉砕溝の順に配置されるため、中心部より外周の溝の方が小さくなる。 As will be described later, each of the coarse pulverization part, the intermediate pulverization part, and the fine pulverization part is provided with a coarse pulverization groove, an intermediate pulverization groove, and a fine pulverization groove, and each size (width and depth) is one. In the grindstone, generally, the size of the coarse grinding groove> the size of the medium grinding groove> the size of the fine grinding groove is set. Further, in one grindstone, generally, the coarse grinding groove, the medium grinding groove, and the fine grinding groove are arranged in this order from the central part to which the raw material is first supplied to the outer circumference. Is smaller.
次に、回転砥石100の本体部110および外周リング部120の各々について、個別に説明する。図4は本体部110を示す図で、(A)は本体部110の平面図であり、(B)は(A)のB−B線に沿った断面図であり、(C)は(A)の矢印C方向から見た拡大図であり、(D)は(A)のD−D線に沿った断面図であり、(E)は(A)のE部分の拡大図である。
Next, each of the main-
本体部110は、中心部に近い領域に形成される粗粉砕部112と、粗粉砕部112の外側であって、外周に沿って形成される中粉砕部114とを含んでいる。粗粉砕部112は、後述する固定砥石200の粗粉砕部212との間で大豆の如き原料を最初に粗くすり潰す部分であり、本実施形態では粗粉砕溝が8分割で形成されている。粗粉砕溝は3〜36分割で、好ましくは4〜12分割で形成される。以下、本実施形態では8分割で説明する。第1の粗粉砕溝112aは本体部110の中心部から直接延びている溝であり、第2の粗粉砕溝112bは第1の粗粉砕溝112aから更に分岐して延びている溝である。
The
第1の粗粉砕溝112a、第2の粗粉砕溝112bの断面形状はU字型であり(図4(D)参照)、一般的には深さ(図4(B)、(D)のD0)が2mmを超えて10mm以下に設定される。好ましくは、深さD0は2.5mmを超えて8mm以下の範囲に設定される。さらに、一般的には幅(図4(D)のW0)が3mm〜15mmの範囲に設定され、好ましくは4mm〜10mmの範囲に設定される。
The cross-sectional shapes of the first
また、隣接する第1の粗粉砕溝112a、第2の粗粉砕溝112bの間隔(図4(D)のM0)は、一般的には1mmを超えて10mm以下の範囲に設定される。好ましくは、間隔M0は2mmを超えて8mm以下の範囲に設定される。さらに、第1の粗粉砕溝112aの描く円弧の半径r(図4(A)のr)は50mm以上、好ましくは100mm以上に設定される。
Further, the distance between the adjacent first coarsely pulverized
中粉砕部114は、後述する固定砥石200の中粉砕部214との間で、粗粉砕部112で粗くすり潰された原料を更に中程度まですり潰す部分であり、中粉砕溝114aが形成されている(図4(C)参照)。図4(A)に示されているように、中粉砕溝114aは、本体部110の中心部から外周と直交するように延びる法線(直径に沿った線で例えばB−B線)に対し、所定の傾斜角度ψ1を確保するように、外周における切り込みによって形成されている。傾斜角度ψ1は、一般的に±10°以上±60°以下の範囲に設定され、好ましくは±30°以上±45°以下の範囲に設定されるが、例えば+30°と−30°という異なる方向に傾斜した中粉砕溝114aの組み合わせが用いられる。ここで、+(プラス)は、法線(B−B線)に対し、0°〜180°の範囲における時計回り方向の角度として定義され、−(マイナス)は、法線(B−B線)に対し、0°〜180°の範囲における反時計回り方向の角度として定義される。傾斜角度ψ1が、+30°と−30°の中粉砕溝114aの組み合わせにより、中粉砕溝114aが本体部110の表面に平行四辺形(またはひし形)を描くように形成される(図4(E)参照)。言い換えると、平行四辺形(またはひし形)の突起が中粉砕部114に設けられる。
The
中粉砕溝114aの断面形状はU字型であり(図4(C)参照)、一般的には深さ(図4(B)、(C)のd1)が0.1mm〜5mmに設定される。好ましくは、深さd1は0.5mm〜2mmの範囲に設定される。さらに、一般的には幅(図4(C)のW1)が0.5mm〜8mmの範囲に設定され、好ましくは1mm〜4mmの範囲に設定される。
The cross-sectional shape of the medium crushing
また、隣接する中粉砕溝114aの間隔(図4(C)のm1)は、一般的には0.1mm〜5mmに設定される。好ましくは、間隔m1は0.5mm〜2mmの範囲に設定される。
Further, the interval between the adjacent
第1の粗粉砕溝112a、第2の粗粉砕溝112b、中粉砕溝114aの断面形状がU字型を呈することにより、原料の粉砕物が挟まって抜け難くなるような事態が生じにくく、処理能力が向上するとともに洗浄も容易となる。
Since the first
図5は外周リング部120を示す図で、(A)は外周リング部120の平面図であり、(B)は(A)のB−B線に沿った断面図であり、(C)は(A)のC−C線に沿った断面拡大図であり、(D)は(C)の矢印D方向から見た拡大図であり、(E)は(A)のE部分の拡大図である。
5A and 5B are views showing the outer
外周リング部120は、本体部110の中粉砕部114において中程度まですり潰ぶされた原料をさらに細かくすり潰す部分である。外周リング部120は、円形の平板状をなす平面部122と、平面部122の外周から略垂直方向に延びるように形成される微粉砕部としての壁部124とを含んでいる。平面部122と微粉砕部としての壁部124により、本体部が嵌め込まれる空間部128が画定される。
The outer
図5(A)、(D)、(E)に示されているように、微粉砕部としての壁部124の上面には微粉砕溝124aが形成されている。本例では微粉砕溝124aの断面形状はV字型であり(図5(D)参照)、一般的には深さ(図5(C)、(D)のd2)が0.3mmを超えて2mm以下に設定される。好ましくは、深さd2は0.5mmを超えて1mm以下の範囲に設定される。本例では、微粉砕溝124aは、本体部110または外周リング部120の中心部から外周と直交するように延びる法線(直径に沿った線で例えばB−B線)上に、微粉砕部としての壁部124の上面における切り込みによって形成されている。
As shown in FIGS. 5A, 5 </ b> D, and 5 </ b> E, fine grinding
また、隣接する二つの微粉砕溝124aの間隔(図5(E)のm2)は、一般的には0.3mmを超えて2mm以下に設定される。好ましくは、間隔m2は0.5mmを超えて1mm以下の範囲に設定される。また、V字型の拡がりを示す断面における拡がり角度(横断面角度)θ1(図5(D)参照)は、一般的に5°〜70°に設定される。好ましくは、角度θ1は30°〜45°の範囲に設定される。
Further, the interval between two adjacent finely pulverized
なお、図4(A)、図5(A)における中粉砕溝114aおよび微粉砕溝124aの数は実際の製品においては必ずしも正しいものではなく、実際の製品におけるこれらの溝のかすはもっと多いが、本書面では見やすさを重視して溝の数を減らしている。後述する図8(A)、図9(A)、図11でも同様である。 4A and 5A are not necessarily correct in the actual product, and there are more debris in these grooves in the actual product. In this document, the number of grooves is reduced with emphasis on ease of viewing. The same applies to FIG. 8A, FIG. 9A, and FIG.
図6は本体部110と外周リング部120を組み合わせた回転砥石100の断面図で、あり、(A)は回転砥石100の全体の断面図であり、(B)は(A)のB部分の拡大図である。作業者が本体部110を外周リング部120の空間部128(図5参照)に嵌め込むことにより、回転砥石100が完成する。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
図6(A)に示すように、本体部110の溝が形成された面とは逆側の面と、外周リング部120の平面部122とが接するとともに、本体部110の外周に外周リング部120の微粉砕部としての壁部124が接する。本体部110と外周リング部120とが組み合わされた時、本体部110の中粉砕部114の外周に微粉砕部としての壁部124が位置する。もし本体部110に粗粉砕部112のみが設けられ、中粉砕部114が設けられていない場合、本体部110と外周リング部120とが組み合わされた時、粗粉砕部112の外周に微粉砕部としての壁部124が位置する。
As shown in FIG. 6A, the surface of the
図6(B)に示すように、本体部110の中粉砕部114における中粉砕溝114aの底と、微粉砕部としての壁部124の上面の微粉砕溝124aの底との間には、段差gが存在する。段差gの大きさは、一般的に0mm〜2mmの範囲に設定され、好ましくは0mm〜1mmの範囲に設定される。尚、実施形態では、微粉砕溝124aの深さd2は、外周リング部120の微粉砕部としての壁部124の最外周位置X1と壁部124の内側位置X3(図6(B)参照)とでは異なる。すなわち、図6(B)に示すように、微粉砕部としての壁部124の中間位置X2から内側位置X3にかけて、微粉砕溝124aの底面はテーパー面t1になっている。テーパー面t1の部分においては、微粉砕溝124aは中間位置X2から内側位置X3にかけてテーパー状に切り込まれて深くなっている。
As shown in FIG. 6 (B), between the bottom of the
よって、中粉砕溝114aの深さd1と微粉砕溝124aの深さd2との関係について、最外周位置X1において深さd1>深さd2であっても、内側位置X3においては、深さd1≦深さd2に設定される。d1=d2の場合、段差gは存在しない。すなわち、微粉砕部としての壁部124の内側位置X3における微粉砕溝124aの深さd2が、中粉砕溝114aの深さd1と同じであるかより大きく設定される。このような形態であれば、原料が本体部110の最外周において外周リング部120の壁にぶつかり滞留することなく、本体部110から外周リング部120へ円滑に供給される。
Therefore, the relationship between the depth d 1 of the moderately pulverized
なお、外周リング部120の平面部122は必須ではなく、後述する固定砥石200の外周リング部220(図9参照)と同様、省略することもできる。
In addition, the
図7は、外周リング部120の微粉砕溝124aの変形例を示す。図7(A)、(B)の変形例では、微粉砕溝124aの断面形状はレ字型であり、溝の一つの壁が外周リング部120の壁部124の上面に対し垂直になるよう形成され、他の壁が図5(D)のV字型と同じように壁部124の上面に対し斜めになるよう形成されている。また、レ字型の拡がりを示す断面における拡がり角度(横断面角度)θ2(図7(A)参照)は、一般的に5°〜80°に設定される。好ましくは、角度θ2は45°〜60°の範囲に設定される。他の値は、図5に示したものと同じである。
FIG. 7 shows a modification of the
図7(C)に示されている微粉砕溝124aの変形例では、本体部110または外周リング部120の中心部から外周と直交するように延びる法線(直径に沿った線で例えば図5(A)のB−B線)に対し、所定の傾斜角度ψ2を確保するように、微粉砕部としての壁部124の上面における切り込みによって形成されている。傾斜角度ψ2は、一般的に0°〜45°の範囲に設定され、好ましくは0°〜15°の範囲に設定される(図5(E)、図7(B)の例ではψ2=0°)。他の値は、図5に示したものと同じである。
In the modified example of the finely pulverizing
次に、固定砥石200の本体部210および外周リング部220の各々について、個別に説明する。図8は、固定砥石200の本体部210を示す図で、(A)は本体部210の平面図であり、(B)は(A)のB−B線に沿った断面図であり、(C)は(A)の矢印C方向から見た拡大図であり、(D)は(A)のD−D線に沿った断面図であり、(E)は(A)のE部分の拡大図である。
Next, each of the
本体部210は、中心部に近い領域に形成される粗粉砕部212と、粗粉砕部212の外側であって、外周に沿って形成される中粉砕部214とを含んでいる。粗粉砕部212は、前述した回転砥石100の粗粉砕部112との間で、大豆の如き原料を最初に粗くすり潰す部分であり、粗粉砕溝が形成されている。第1の粗粉砕溝212aは本体部210の中心部から直接延びている溝であり、第2の粗粉砕溝212bは第1の粗粉砕溝212aから更に分岐して延びている溝である。
The
第1の粗粉砕溝212a、第2の粗粉砕溝212bの断面形状、深さD0、幅W0、隣接する溝の間隔M0、第1の粗粉砕溝212aの描く円弧の半径rは、回転砥石100の粗粉砕部112の第1の粗粉砕溝112a、第2の粗粉砕溝112bと同様な範囲に設定することが可能である。
The cross-sectional shape of the first coarse crushing
中粉砕部214は、前述した回転砥石100の中粉砕部114との間で、粗粉砕部212で粗くすり潰された原料を更に中程度まですり潰す部分であり、中粉砕溝214aが形成されている。中粉砕溝214aは、本体部210の中心部から外周と直交するように延びる法線(直径に沿った線で例えばB−B線)に対し、所定の傾斜角度ψ1を確保するように、外周における切り込みによって形成されている。
The
中粉砕溝214aの断面形状、傾斜角度ψ1、深さd1、幅W1、溝の間隔m1は、回転砥石100の中粉砕部114の中粉砕溝114aと同様な範囲に設定することが可能である。傾斜角度ψ1が、+30°と−30°の中粉砕溝214aの組み合わせにより、中粉砕溝214aが本体部210の表面に平行四辺形(またはひし形)を描くように形成される(図8(E)参照)。言い換えると、平行四辺形(またはひし形)の突起が中粉砕部214に設けられる。回転砥石100と同様に、固定砥石200においても、第1の粗粉砕溝212a、第2の粗粉砕溝212b、中粉砕溝214aの断面形状がU字型を呈することにより、原料の粉砕物が挟まって抜け難くなるような事態が生じにくく、取扱いが容易となる。
The cross-sectional shape, the inclination angle ψ 1 , the depth d 1 , the width W 1 , and the groove interval m 1 of the medium crushing
図9は、固定砥石200の外周リング部220を示す図で、(A)は外周リング部210の平面図であり、(B)は(A)のB−B線に沿った断面図であり、(C)は(A)のC−C線に沿った断面拡大図であり、(D)は(C)の矢印D方向から見た拡大図であり、(E)は(A)のE部分の拡大図である。
9A and 9B are diagrams showing the outer
外周リング部220は、本体部210の中粉砕部214において中程度まですり潰ぶされた原料をさらに細かくすり潰す部分である。外周リング部220は、外周リング部120とは異なり平面部は存在せず、微粉砕部としての壁部224のみにより実質的に構成されている。微粉砕部としての壁部224の内側に、本体部が嵌め込まれる空間部228が画定される。
The outer
図9(A)、(D)、(E)に示されているように、微粉砕部としての壁部224の上面には微粉砕溝224aが形成されている。微粉砕溝224aの断面形状、深さd2、隣接する溝の間隔m2、横断面角度θ1は、回転砥石100の外周リング部120の微粉砕溝124aと同様な範囲に設定することが可能である。
As shown in FIGS. 9A, 9 </ b> D, and 9 </ b> E, fine grinding
図10は、本体部210と外周リング部220を組み合わせた固定砥石200の断面図で、(A)は固定砥石200の全体の断面図であり、(B)は(A)のB部分の拡大図である。作業者が本体部210を外周リング部220の空間部228(図9参照)に嵌め込むことにより、固定砥石200が完成する。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the fixed
図10(A)に示すように、本体部210と外周リング部220とが組み合わされた時、本体部210の中粉砕部214の外周に微粉砕部としての壁部224が位置する。もし本体部210に粗粉砕部212のみが設けられ、中粉砕部214が設けられていない場合、本体部210と外周リング部220とが組み合わされた時、粗粉砕部212の外周に微粉砕部としての壁部224が位置する。
As shown in FIG. 10A, when the
図10(B)に示すように、本体部210の中粉砕部214における中粉砕溝214aの底と、微粉砕部としての壁部224の上面の微粉砕溝224aの底との間には、段差gが存在する。この段差gの大きさは、回転砥石100における段差g(図6(B)参照)と同様の範囲に設定することが可能である。そして本実施形態では、微粉砕溝224aの深さd2は、外周リング部220の微粉砕部としての壁部224の最外周位置X1と壁部224の内側位置X3(図10(B)参照)とでは異なる。すなわち、図10(B)に示すように、微粉砕部としての壁部224の中間位置X2から内側位置X3にかけて、微粉砕溝224aの底面はテーパー面t2になっている。テーパー面t2の部分においては、微粉砕溝224aは中間位置X2から内側位置X3にかけてテーパー状に切り込まれて深くなっている。
As shown in FIG. 10B, between the bottom of the
よって、中粉砕溝214aの深さd1と微粉砕溝224aの深さd2との関係について、最外周位置X1において深さd1>深さd2であっても、内側位置X3においては、深さd1≦深さd2に設定される。d1=d2の場合、段差gは存在しない。すなわち、微粉砕部としての壁部224の内側位置X3における微粉砕溝224aの深さd2が、中粉砕溝214aの深さd1と同じであるかより大きく設定される。このような形態であれば、原料が本体部210の最外周において外周リング部220の壁にぶつかり滞留することなく、本体部210から外周リング部220へ円滑に供給される。
Therefore, the relationship between the depth d 1 of the moderately pulverized
そして、回転砥石100と固定砥石200が上下に配置された時、図6(B)のテーパー面t1と図10(B)のテーパー面t2が互いに向かい合うことになる。そして中粉砕部114、214における中粉砕溝114a、214aの底面の間隔に比べ、より広い底面の間隔が確保される。よって、中粉砕部114、214から送られてきた原料が詰まることなく、円滑に外周側へ供給される。
When the
固定砥石200における外周リング部220の微粉砕溝224aについても、図7に示す微粉砕溝124aと同様な変形例を採用することが可能である。特に図7(A)の外周リング部120の微粉砕溝124aのレ字型の断面形状を外周リング部220の微粉砕溝224aにも採用すると、回転砥石100と固定砥石200が上下に配置された時、二つのレ字型の微粉砕溝124a、微粉砕溝224aが向かい合うことになり、それぞれの溝の斜め部が向き合った後、垂直部が向き合うように回転する時、原料に対する強力なせん断力が得られる。ただし、外周リング部120の微粉砕溝124aおよび外周リング部220の微粉砕溝224aの断面形状については、V字型、レ字型以外のU字型、凹型、逆台形型など、他の形状を否定するものではない。
A modification similar to the
図11は、本体部110、210と外周リング部120、220を組み合わせて完成した砥石の平面図で、(A)は回転砥石100の平面図であり、(B)は固定砥石200の平面図である。図6、図10の平面図に相当する。
11 is a plan view of a grindstone completed by combining the
図12は、本体部110、210と二つの外周リング部を組み合わせて完成した砥石の断面図で、(A)は回転砥石100の断面図であり、(B)は固定砥石200の断面図である。すなわち、先述した通り、本体部に組み合わされる外周リング部の数は限定されない。特に本例では、回転砥石100において外周リング部120は、本体部110の外側に接する第1の外周リング部120aと、当該第1のリング部120aの外側に配置され、微粉砕溝124aより小さい超微粉砕溝を有する第2の外周リング部120bと含む。また、固定砥石200において外周リング部220は、本体部210の外側に接する第1の外周リング部220aと、当該第1のリング部220aの外側に配置され、微粉砕溝224aより小さい超微粉砕溝を有する第2の外周リング部220bと含む。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a grindstone completed by combining the
第1の外周リング部120a、220aは本体部110、210の外側に接するとともに、第2の外周リング部120b、220bの内側に接する。先の例と同様に第1の外周リング部120a、220aには微粉砕溝124a、微粉砕溝224aが設けられている。また、第2の外周リング部120b、220bには、微粉砕溝124a、微粉砕溝224aよりもさらに小さな(幅、深さが小さい)超微粉砕溝が、その壁部124、224に設けられる。第1の外周リング部120a、220aと第2の外周リング部120b、220bとの間において原料が詰まるのを防止するため、図6(B)、図10(B)で示したようなテーパー面t1、t2を第2の外周リング部120b、220bの超微粉砕溝に設けることができる。
The first outer
回転砥石100と固定砥石200は、共通する設計思想を含んでおり、共通する設計思想に関しては、両者を「砥石」として把握することができる。回転砥石100の種々の実施形態と固定砥石200の種々の実施形態は、任意に組み合わせることが可能である。
The
尚、回転砥石100と固定砥石200との間の隙間(クリアランス)、すなわち、外周リング部120と220との隙間は、一般的に0.01mm〜1mm、好ましくは0.1mm〜0.5mmの範囲に設定される。回転砥石100と固定砥石200の各々について、中心部から外周部分に至ってテーパー状に角度が付けられている。なお、材料の大きさによって材料投入口のクリアランス(ふくみ)やテーパー角度は適宜選択される。
The clearance (clearance) between the
回転砥石100を回転羽根52、ナット54(図3参照)を用いて中心部のみを回転軸24aに対して締めつけた場合、磨砕時に回転砥石100の外周に所定の力がかかると、回転砥石100と回転軸24aとの間で空回り(スリップ)が発生する可能性がある。そこで本実施形態では、取り外し可能な固定ピン130を用いて、回転砥石100を支持板50に固定している。外周リング部120の平面部122には、固定ピン130が貫通する貫通穴126が形成されている(図5(A)、(B)参照)。また、本体部110には、貫通穴126を貫通した固定ピン130の先端が収納される凹部116が形成されている(図4(B)参照)。ただし、固定ピン130の採用は必須ではなく、貫通穴126、凹部116も必須ではない。
When the
上記の例では、本体部110が凹部116を有し、外周リング部120が貫通穴126を有し、これら凹部116、貫通穴126が、取り外し可能な固定ピン130との併用にて、回転時に回転軸24aや支持板50のような回転する他の部材との空転を防ぐための固定部材としての役割を果たす。ただし、本体部110、外周リング部120に固定部材としてのピンの様な突出する部材を設け、この突出する部材を支持板50に設けた凹部等に嵌めこむことにより空転を防止してもよい。
In the above example, the
固定砥石200はその外周で、蓋40を介して開閉蓋30の上面に固定されており(図2参照)、回転砥石100に比べて固定ピンの採用の必要性は小さい。ただし、固定砥石200についても固定ピンを用いて固定することも可能である。
The fixed
焼成により製造した砥石(ビトリファイド砥石やセラミックス製など)を他の部材に強く締めつけると、割れが発生するおそれがある。本実施形態の回転砥石100、固定砥石200は、ステンレス(SUS)製であるため、固定時に他の部材へ強く締め付けることが可能である。
If a grindstone manufactured by firing (such as a vitrified grindstone or a ceramic) is strongly tightened to another member, cracking may occur. Since the
さらに、本実施形態の回転砥石100では、取り外し用雌ねじ穴118が設けられている(図4(A)参照)。図6のように本体部110と外周リング部120の隙間に液体が浸入し密着した状態では、本体部110を外周リング部120から取り外すことが容易ではない場合がある。そこで、作業者が雄ねじ(図示せず)を取り外し用雌ねじ穴118にねじ込み、本体部110を外周リング部120から分離させることで、本体部110を外周リング部120から容易に取り外すことができる。分解、組立が容易になることにより洗浄の頻度を上げることができ、装置を衛生的に維持することができる。
Furthermore, in the
本体部110(210)と外周リング部120(220)との間の隙間をOリングなどのシール部材で密封することも可能である。もちろん分解・洗浄の容易性を重視し、シール部材を必ずしも設ける必要はない。 It is also possible to seal the gap between the main body 110 (210) and the outer ring 120 (220) with a sealing member such as an O-ring. Of course, emphasis is placed on the ease of disassembly and cleaning, and the sealing member is not necessarily provided.
また、本体部110(210)と外周リング部120(220)の両方または何れか一方について、耐磨耗性向上の為、表面硬化処理(表面改質、コーティングなど)を施すことも可能である。材料表面の改質としては、例えばショットピーニングや窒化処理などが挙げられる。また、コーティングとしては、窒化チタン系コーティング、炭窒化チタン系コーティング、DLC(diamond-like carbon)コーティング、窒化クロム系コーティング、窒化チタンアルミ系コーティング、炭化クロム系コーティング、セラミック溶射、あるいはそれらを組み合わせた積層膜などが挙げられる。 Further, it is possible to subject the main body 110 (210) and / or the outer ring 120 (220) to surface hardening treatment (surface modification, coating, etc.) in order to improve wear resistance. . Examples of the modification of the material surface include shot peening and nitriding treatment. In addition, as the coating, titanium nitride coating, titanium carbonitride coating, DLC (diamond-like carbon) coating, chromium nitride coating, titanium nitride aluminum coating, chromium carbide coating, ceramic spraying, or a combination thereof Examples include laminated films.
実施形態の磨砕装置1のモーター12は使用条件により、モータ極数を変更しても良いしインバータ制御で駆動しても良い。また、砥石がステンレス製である為、汚れが落ちやすく、また耐薬品性や耐熱性もある為、薬液による循環洗浄やCIP(cleaning in place、定置洗浄)が可能である。また、磨砕装置1はインライン磨砕機としても利用可能であり、循環洗浄後は分解洗浄も容易である。
The
モーター12の回転軸の配置は、縦型、横型、斜め等、任意の配置が可能である。
Arrangement of the rotation axis of the
また、本実施形態の磨砕装置1においては、回転砥石100、固定砥石200の内部に浸透する水がないため、漬大豆と水のバランスが崩れにくく、原料供給口42より更に高い位置で液面を維持し、排出口26より後に排出ポンプを設けることにより液中磨砕装置として好的に利用可能である。
Further, in the grinding
一般的な豆腐製造プロセスにおいては、まず大豆を一晩、水に浸漬して吸水させる。吸水した大豆(浸漬大豆または漬大豆と呼ばれる)は元の大豆の2.2倍から2.3倍の重量となる。吸水した大豆(浸漬大豆)を水とともに磨砕装置1に供給することにより、大豆が磨砕される。
In a general tofu production process, soybeans are first immersed in water overnight to absorb water. Soy-absorbed soybeans (called immersed soybeans or pickled soybeans) weigh 2.2 to 2.3 times the original soybeans. By supplying the absorbed soybean (immersed soybean) to the grinding
浸漬大豆は計量装置にて計量されながら磨砕装置1に供給される。計量装置の種類としては、回転数に比例して切り出す量が変化する枡式計量装置やスクリューの回転数を変化させて供給量を調節するスクリューコンベア方式、トラフの振動数を調節して供給量を調節する振動フィーダーなどがある。また、水の供給方法としては、流量計にて流量を確認しながらバルブ開度を手で調整する方法や、容積式ポンプの回転数を調節する方式、或いはそれらをフィードバック制御にて自動制御する方法がある。
The soaked soybeans are supplied to the grinding
磨砕装置1には図示せぬホッパーが、蓋40の原料供給口42の上部に設けられ、当該ホッパーから水とともに供給された浸漬大豆は、回転軸24aに取り付けられた回転羽根52にて固定砥石200と回転砥石100との間の間隙に案内される。
The grinding
供給された浸漬大豆は、回転砥石100の粗粉砕溝(第1および第2の粗粉砕溝)112a、112bと、固定砥石200の粗粉砕溝(第1および第2の粗粉砕溝)212a、212bとの間で砕かれる。さらに、回転砥石100の回転により発生する遠心力と、砥石の半径方向に対して後退角を持った粗粉砕溝(第1および第2の粗粉砕溝)112a、112bおよび粗粉砕溝(第1および第2の粗粉砕溝)212a、212bの作用により、外周方向に送られる。
The supplied soy soybeans include coarse grinding grooves (first and second coarse grinding grooves) 112a and 112b of the
回転砥石100および固定砥石200の粗粉砕部112、212は、外周方向に向かって徐々に互いの間隙が狭くなるようにテーパーがついている為、大豆は徐々に細かく砕かれる。
Since the coarsely pulverized
粗粉砕部112、212にて砕かれた大豆は、粗粉砕溝(第1および第2の粗粉砕溝)112a、112bと、粗粉砕溝(第1および第2の粗粉砕溝)212a、212bを抜け出ると同時に中粉砕部114、214に送り込まれる。中粉砕部114、214での回転砥石100と固定砥石200の磨砕面は互いに平行になるように対向しており、また、磨砕面の表面には無数のひし形(平行四辺形)の突起が設けられている(図4(E)参照)。よって、大豆は通過する際に上下の回転砥石100と固定砥石200の間で石臼で磨砕される様に揉まれながら、更に細かく磨砕される。
The soybeans crushed in the coarsely pulverized
中粉砕部114、214で細かく磨砕された大豆は外周リング部120、220に送られ、仕上げの微磨砕が行われる。二つの砥石間の間隔は、外周リング部120、220の部分において最も小さく、かつ、最も周速が大きいため、強い剪断力を受けて仕上げの磨砕が行われる。
The soybeans finely ground in the
従来の砥石は所定材料の焼成により作製されるため、仕上げ面の精度が出し難く、その為、磨砕後の原料の粒度分布が広範囲になりがちであった。一方、本発明の砥石は機械加工により作製可能であるため、仕上げ面の精度を出し易く、粒度分布は従来の砥石に比べると狭い範囲になり、狙った粒度が得られやすい。 Since the conventional grindstone is produced by firing a predetermined material, it is difficult to obtain the accuracy of the finished surface, so that the particle size distribution of the raw material after grinding tends to be wide. On the other hand, since the grindstone of the present invention can be produced by machining, the accuracy of the finished surface is easily obtained, the particle size distribution is narrower than that of the conventional grindstone, and the targeted particle size is easily obtained.
尚、回転砥石100および固定砥石200の間の間隔は、磨砕装置1に備えられたクリアランス調整機構により調整可能であり、調整の度合いに応じて粉砕粒度は変化するが、本発明の砥石では、外周リング部を容易に交換することが出来るため、目的に応じて各溝の深さの組み合わせを変えることができ、狙った粒度を中心とする狭い範囲の粒度分布を持った原料の磨砕物を得ることができる。
In addition, although the space | interval between the
磨砕装置1にて得られた原料の粉砕物は呉液(生呉)と呼ばれ、排出口26から排出され、次の加熱工程に送られる。加熱工程の目的は、タンパク質の抽出、タンパク質の熱変成、及び殺菌である。加熱された呉液は分離工程に送られ、豆乳とオカラに分離される。この豆乳が豆腐の製造に用いられることとなる。
The pulverized raw material obtained in the grinding
また、本発明の回転砥石、固定砥石、磨砕装置は、大豆以外の小麦、米、そば、トウモロコシ等の穀物・木の実、搾油原料、野菜・根菜類や果物等の果汁原料、薬草乾物、農林畜水産物等の乾物やそれらの吸水状態や生の状態の材料や加工物の磨砕、粉砕、すり潰しにも、乾式や湿式を問わず、利用可能である。また、磨砕、粉砕、すり潰し以外の、乳化、分散、撹拌などの目的で、食品産業や化学産業の分野にも応用可能である。特に大豆のような発泡性成分を含有する材料(原料)や、空気中の酸素の影響を受ける原材料、発熱の影響を受ける原材料のすり潰しに好的に用いられる。前記材料に水(挽き水)や液体油脂等の液体材料とを加えながら磨砕することも特に限定しない。 In addition, the rotating grindstone, fixed grindstone, and grinding device of the present invention are made of wheat, rice, buckwheat, corn and other grains and nuts, oiled raw materials, vegetable and root vegetables and fruit juice raw materials such as fruits, dried herbs, agriculture and forestry. Whether dry or wet, it can also be used to grind, pulverize, and grind dry matter such as livestock and marine products and their water-absorbing and raw materials and processed products. Moreover, it is applicable also to the field | area of the food industry or the chemical industry for purposes, such as emulsification, dispersion | distribution, stirring, other than grinding, grinding | pulverization, and grinding. In particular, it is preferably used for grinding materials (raw materials) containing foaming components such as soybeans, raw materials affected by oxygen in the air, and raw materials affected by heat generation. It is not particularly limited to perform grinding while adding water (grinding water) or a liquid material such as liquid oil to the material.
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. In addition, the material, shape, dimension, numerical value, form, number, arrangement location, and the like of each component in the above-described embodiment are arbitrary and are not limited as long as the present invention can be achieved.
本発明の砥石および磨砕装置によれば、材料(原料)の細胞レベルまできめ細かくすりつぶすことが可能で、固形分抽出率を高めるとともに、砥石および磨砕装置の取扱いが容易であり、洗浄・殺菌や分解洗浄もしやすく、衛生的かつ安全な材質を利用するため、乾式磨砕または湿式磨砕のいずれでも、原料のすり潰しが必要な産業分野での工程の効率化が図られる。 According to the grindstone and grinding device of the present invention, it is possible to finely grind to the cellular level of the material (raw material), increase the solid content extraction rate, and facilitate the handling of the grindstone and grinding device. Since it is easy to disassemble and clean, and uses a sanitary and safe material, it is possible to improve the efficiency of the process in the industrial field where the raw material must be ground by either dry grinding or wet grinding.
1 磨砕装置
100 回転砥石(砥石)
110 本体部
112 粗粉砕部
112a 第1の粗粉砕溝
112b 第2の粗粉砕溝
114 中粉砕部
114a 中粉砕溝
116 凹部
118 取り外し用雌ねじ穴
120 外周リング部
122 平面部
124 壁部(微粉砕部)
124a 微粉砕溝
126 貫通穴
128 空間部
200 固定砥石(砥石)
210 本体部
212 粗粉砕部
212a 第1の粗粉砕溝
212b 第2の粗粉砕溝
214 中粉砕部
214a 中粉砕溝
220 外周リング部
224 壁部(微粉砕部)
224a 微粉砕溝
228 空間部
1 Grinding
110
124a
210
224a
Claims (5)
互いに取り外し可能な本体部と外周リング部とを備え、
前記本体部の外周に沿って粉砕溝が形成され、
前記外周リング部は、前記粉砕溝によってすり潰された原料をさらにすり潰す微粉砕溝が形成され、
前記本体部と前記外周リング部とが組み合わされた時、前記粉砕溝の外周に前記微粉砕溝が位置し、
前記粉砕溝の底と前記微粉砕溝の底との間には、所定の段差が存在する砥石。 A grindstone that can be incorporated into a grinding device and used for grinding raw materials.
It has a body part and an outer ring part that can be removed from each other,
A grinding groove is formed along the outer periphery of the main body,
The outer peripheral ring part is formed with a fine grinding groove for further grinding the raw material ground by the grinding groove,
When the main body portion and the outer ring portion are combined, the fine grinding groove is located on the outer circumference of the grinding groove,
A grindstone in which a predetermined level difference exists between the bottom of the crushing groove and the bottom of the fine crushing groove.
前記粉砕溝に接する内側位置における前記微粉砕溝の深さが、前記粉砕溝の深さより大きい砥石。 The grindstone according to claim 1,
A grindstone in which the depth of the fine crushing groove at the inner position in contact with the crushing groove is larger than the depth of the crushing groove.
前記微粉砕溝の深さが前記内側位置に向けて大きくなるように、前記微粉砕溝の底面がテーパー面を有する砥石。 The grindstone according to claim 2,
A grindstone in which the bottom surface of the fine grinding groove has a tapered surface so that the depth of the fine grinding groove increases toward the inner position.
前記段差の大きさが0mm〜2mmである砥石。 The grindstone according to claim 1,
A grindstone having a level difference of 0 mm to 2 mm.
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