JP3100257B2 - 造粒装置及びこれを配設した造粒システム - Google Patents
造粒装置及びこれを配設した造粒システムInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、濃縮乳のような懸濁液
あるいはその他噴霧可能な液体を、微細で均一な液滴に
微粒化しながら、異種あるいは同種の微粉末粉体と会合
させて造粒するための造粒装置及びこれを配設した造粒
システムに関するものである。
あるいはその他噴霧可能な液体を、微細で均一な液滴に
微粒化しながら、異種あるいは同種の微粉末粉体と会合
させて造粒するための造粒装置及びこれを配設した造粒
システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】粉乳類は、乳を濃縮機で濃縮した後、乾
燥機の熱風中にノズルで濃縮乳を噴霧して乾燥し、粉末
状にするのが一般的である。このようにして製造された
粉乳類の粒子径は、種類あるいは使用するノズルによっ
て異なるが、大体５０〜１５０μｍ程度であり、従来よ
り、この粉乳類の溶解性を向上させる目的で造粒をし、
個々の粉乳粒子の表面積を大きくしたり、ポーラスにす
ることが行われている。その方法は、例えば流動層造粒
機に粉乳を入れ、流動させながらバインダーを噴霧して
粉乳同士を会合させる方法、あるいは乾燥機内の熱風中
に濃縮乳を噴霧して乾燥させる際、濃縮乳の液滴に粉乳
粒子を吹き付けて会合させ、粒子を大きくする造粒方法
等が知られている。流動層造粒機に使用されているノズ
ルは、バインダーの粘度が比較的低いため、低圧でも霧
状に噴出させることが容易で、構造も比較的簡単であ
り、これらのノズルは各種市販されている。一方、濃縮
乳を噴霧するノズルは、濃縮乳の粘度が高いことや、乾
燥機の大型化に伴って単位時間当たりの生産量が増大し
てきているため、形状や構造が複雑になっており、この
形状や構造についてはいろいろと研究され、例えば特公
昭５５ー５１６２９号公報や実公昭５７ー２０２７１号
公報が知られている。
燥機の熱風中にノズルで濃縮乳を噴霧して乾燥し、粉末
状にするのが一般的である。このようにして製造された
粉乳類の粒子径は、種類あるいは使用するノズルによっ
て異なるが、大体５０〜１５０μｍ程度であり、従来よ
り、この粉乳類の溶解性を向上させる目的で造粒をし、
個々の粉乳粒子の表面積を大きくしたり、ポーラスにす
ることが行われている。その方法は、例えば流動層造粒
機に粉乳を入れ、流動させながらバインダーを噴霧して
粉乳同士を会合させる方法、あるいは乾燥機内の熱風中
に濃縮乳を噴霧して乾燥させる際、濃縮乳の液滴に粉乳
粒子を吹き付けて会合させ、粒子を大きくする造粒方法
等が知られている。流動層造粒機に使用されているノズ
ルは、バインダーの粘度が比較的低いため、低圧でも霧
状に噴出させることが容易で、構造も比較的簡単であ
り、これらのノズルは各種市販されている。一方、濃縮
乳を噴霧するノズルは、濃縮乳の粘度が高いことや、乾
燥機の大型化に伴って単位時間当たりの生産量が増大し
てきているため、形状や構造が複雑になっており、この
形状や構造についてはいろいろと研究され、例えば特公
昭５５ー５１６２９号公報や実公昭５７ー２０２７１号
公報が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載されて
いる濃縮乳を噴霧するノズルは、通常１個のボディーに
対して１個の噴出孔を有し、この噴出孔にコアとオリフ
ィスを設けて、加圧された液状の濃縮乳を霧状に噴出す
るものである。これらのノズルを用いて濃縮乳を噴霧し
ながら、外周から微粉末の粉乳を吹き付けて造粒しよう
とすると、噴霧されている濃縮乳の表面液膜に遮られ
て、噴霧中心部まで粉乳が到達せず、外周部のみが会合
するため、粒子の大きさにムラができ、均一な粒子にな
らず、微粉末の粉乳が増大するという問題がある。した
がって、本発明は均一な粒子が得られる効率的な造粒装
置とこの装置を配設した造粒システムを得ることを目的
とするものである。
いる濃縮乳を噴霧するノズルは、通常１個のボディーに
対して１個の噴出孔を有し、この噴出孔にコアとオリフ
ィスを設けて、加圧された液状の濃縮乳を霧状に噴出す
るものである。これらのノズルを用いて濃縮乳を噴霧し
ながら、外周から微粉末の粉乳を吹き付けて造粒しよう
とすると、噴霧されている濃縮乳の表面液膜に遮られ
て、噴霧中心部まで粉乳が到達せず、外周部のみが会合
するため、粒子の大きさにムラができ、均一な粒子にな
らず、微粉末の粉乳が増大するという問題がある。した
がって、本発明は均一な粒子が得られる効率的な造粒装
置とこの装置を配設した造粒システムを得ることを目的
とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の目的を達
成するため、次のような造粒装置を提供するものであ
る。すなわち、ノズルボディー中心に液体供給源に接続
する中空口を設け、その中空口からノズルボディー表面
に連通する斜めの液体噴出孔を複数個設けるとともに、
その液体噴出孔にコア及びオリフィスを設けたシングル
ヘッドマルチノズルを、微粉供給管の出口に設けたこと
を特徴とする造粒装置であって、ノズルボディー中心に
対する液体噴出孔の傾斜角度を３０°〜６０°としたも
のである。そして、更に、次のような造粒システムを提
供するものである。すなわち、底部に流動層を内蔵した
圧力噴霧乾燥塔の頂部と、圧力噴霧乾燥塔の底部に連設
した排風ダクトが連通するサイクロンと、外置型流動層
の入口及び出口とを切替バルブを介して微粉戻しライン
で連結するとともに、前記乾燥塔頂部の微粉戻しライン
に、前記造粒装置の微粉供給管を連通させてなる造粒シ
ステムである。
成するため、次のような造粒装置を提供するものであ
る。すなわち、ノズルボディー中心に液体供給源に接続
する中空口を設け、その中空口からノズルボディー表面
に連通する斜めの液体噴出孔を複数個設けるとともに、
その液体噴出孔にコア及びオリフィスを設けたシングル
ヘッドマルチノズルを、微粉供給管の出口に設けたこと
を特徴とする造粒装置であって、ノズルボディー中心に
対する液体噴出孔の傾斜角度を３０°〜６０°としたも
のである。そして、更に、次のような造粒システムを提
供するものである。すなわち、底部に流動層を内蔵した
圧力噴霧乾燥塔の頂部と、圧力噴霧乾燥塔の底部に連設
した排風ダクトが連通するサイクロンと、外置型流動層
の入口及び出口とを切替バルブを介して微粉戻しライン
で連結するとともに、前記乾燥塔頂部の微粉戻しライン
に、前記造粒装置の微粉供給管を連通させてなる造粒シ
ステムである。
【０００５】
【作用】乾燥機内部に設置され、液体供給パイプに接続
されたノズル圧力ポンプから供給された濃縮乳は、ノズ
ルボディー中心の中空口と斜めの複数の液体噴出孔を通
って、その液体噴出孔の先端に設けられたコアで旋回流
が与えられた後、各オリフィスから霧状の液滴として噴
出される。その際、ノズル周辺部では、各オリフィスか
らの濃縮乳噴霧ゾーンの間で空隙を生じる。一方、流動
層、サイクロン等で分離された微粉末粉乳は、ブロアで
空気輸送され、シングルヘッドマルチノズルが設けられ
た微粉供給管の出口から噴出し、ノズルから噴出する濃
縮乳の上部から吹き付ける。その際、微粉末粉乳は上記
濃縮乳噴霧ゾーン間の空隙を通って噴霧ゾーン下部に達
する。この噴霧ゾーン下部の空間は噴霧乾燥において、
水分蒸発に伴う温度低下により空気の収縮が激しく起こ
り、外周よりも低圧となる箇所である。乾燥途上にある
濃縮乳液滴のほとんどは、この収縮に伴って中心部に集
まる。その際、上部から落下してきた微粉末粉乳と会合
し、造粒物を形成する。そして、この造粒物は更に落下
し、気流中または流動層で乾燥され、造粒粉乳となる。
されたノズル圧力ポンプから供給された濃縮乳は、ノズ
ルボディー中心の中空口と斜めの複数の液体噴出孔を通
って、その液体噴出孔の先端に設けられたコアで旋回流
が与えられた後、各オリフィスから霧状の液滴として噴
出される。その際、ノズル周辺部では、各オリフィスか
らの濃縮乳噴霧ゾーンの間で空隙を生じる。一方、流動
層、サイクロン等で分離された微粉末粉乳は、ブロアで
空気輸送され、シングルヘッドマルチノズルが設けられ
た微粉供給管の出口から噴出し、ノズルから噴出する濃
縮乳の上部から吹き付ける。その際、微粉末粉乳は上記
濃縮乳噴霧ゾーン間の空隙を通って噴霧ゾーン下部に達
する。この噴霧ゾーン下部の空間は噴霧乾燥において、
水分蒸発に伴う温度低下により空気の収縮が激しく起こ
り、外周よりも低圧となる箇所である。乾燥途上にある
濃縮乳液滴のほとんどは、この収縮に伴って中心部に集
まる。その際、上部から落下してきた微粉末粉乳と会合
し、造粒物を形成する。そして、この造粒物は更に落下
し、気流中または流動層で乾燥され、造粒粉乳となる。
【０００６】
【実施例】以下、図面に示す実施例について説明する。
図７は流動層を内蔵した噴霧乾燥機の一例を示すもの
で、１は圧力噴霧乾燥機の乾燥塔で、頂部に噴霧ノズル
２があり、ブロア４８からヒーター４９を介して加熱さ
れた乾燥用一次熱風と共に濃縮乳が乾燥塔内に噴霧され
る。乾燥塔１の底部には二重円筒形からなる流動層３が
内蔵されている。４は内蔵型流動層３に連通する排風ダ
クトで、サイクロン５、５ａ、５ｂ、５ｃにつながって
おり、その排風は排風ブロア６によってサイクロン５、
５ａ、５ｂ、５ｃからパイプ７を通じて排出される。サ
イクロン５、５ａ、５ｂ、５ｃで回収された微粉は、ブ
ロア８、９でパイプ１０、１１を通じて切替バルブ１
２、１３に導かれ、切替バルブ１２、１３から乾燥塔１
の頂部に向かってパイプ１４を通じて送られるようにな
っている。また、その微粉は、切替バルブ１２、１３か
らパイプ１５、１６を通じて外置型流動層１７の出口１
８に導かれ、パイプ１５、１６の途中から切替バルブ１
９、２０を介してパイプ２１、２２を通じて外置型流動
層１７の入口に導かれている。
図７は流動層を内蔵した噴霧乾燥機の一例を示すもの
で、１は圧力噴霧乾燥機の乾燥塔で、頂部に噴霧ノズル
２があり、ブロア４８からヒーター４９を介して加熱さ
れた乾燥用一次熱風と共に濃縮乳が乾燥塔内に噴霧され
る。乾燥塔１の底部には二重円筒形からなる流動層３が
内蔵されている。４は内蔵型流動層３に連通する排風ダ
クトで、サイクロン５、５ａ、５ｂ、５ｃにつながって
おり、その排風は排風ブロア６によってサイクロン５、
５ａ、５ｂ、５ｃからパイプ７を通じて排出される。サ
イクロン５、５ａ、５ｂ、５ｃで回収された微粉は、ブ
ロア８、９でパイプ１０、１１を通じて切替バルブ１
２、１３に導かれ、切替バルブ１２、１３から乾燥塔１
の頂部に向かってパイプ１４を通じて送られるようにな
っている。また、その微粉は、切替バルブ１２、１３か
らパイプ１５、１６を通じて外置型流動層１７の出口１
８に導かれ、パイプ１５、１６の途中から切替バルブ１
９、２０を介してパイプ２１、２２を通じて外置型流動
層１７の入口に導かれている。
【０００７】内蔵型流動層３には、ブロア２３からヒー
ター２４を介してパイプ２５で粉体流動化用熱風が送ら
れている。内蔵型流動層３は二重円筒形をなしており、
その内円筒が排風ダクト４につながっており、ブロア２
３からの熱風が外円筒に導かれるようになっている。内
蔵型流動層３に溜まった粉体は溢れ出て、外置型流動層
１７の入口から外置型流動層１７に流入する。そして、
ブロア２６、２７からの冷却器２８、２９を通じた冷風
が、パイプ３０、３１で外置型流動層１７を冷却してい
るので、その粉体は冷却される。また、ブロア３２から
ヒーター３３を介してパイプ３４から環体３５に温風が
送られ、乾燥塔１の中間部に設けられた粉体付着防止用
ノズルからその温風が乾燥塔１内に吹き出される。更に
切替バルブ３９、３６からパイプ３７、３８を介して戻
り粉体が内蔵型流動層３内に送られるようになってい
る。
ター２４を介してパイプ２５で粉体流動化用熱風が送ら
れている。内蔵型流動層３は二重円筒形をなしており、
その内円筒が排風ダクト４につながっており、ブロア２
３からの熱風が外円筒に導かれるようになっている。内
蔵型流動層３に溜まった粉体は溢れ出て、外置型流動層
１７の入口から外置型流動層１７に流入する。そして、
ブロア２６、２７からの冷却器２８、２９を通じた冷風
が、パイプ３０、３１で外置型流動層１７を冷却してい
るので、その粉体は冷却される。また、ブロア３２から
ヒーター３３を介してパイプ３４から環体３５に温風が
送られ、乾燥塔１の中間部に設けられた粉体付着防止用
ノズルからその温風が乾燥塔１内に吹き出される。更に
切替バルブ３９、３６からパイプ３７、３８を介して戻
り粉体が内蔵型流動層３内に送られるようになってい
る。
【０００８】さて、乾燥塔１頂部の噴霧ノズル２で噴霧
された濃縮乳は、ブロア４８からヒーター４９を介して
加熱された乾燥用一次熱風と共に噴霧乾燥機内に導入さ
れて一次乾燥される。そして、噴霧乾燥機の環体３５か
ら接線方向に温風が吹き込まれているので、噴霧乾燥機
内部に旋回流が発生し、二重円筒状の内蔵型流動層３部
分に噴霧ノズル２から噴霧乾燥された粒子の大部分が移
行する。内蔵型流動層３から飛び出した微粉は排風と共
にサイクロン５、５ａ、５ｂ、５ｃで捕集され、ブロア
８、９で搬送されて所定の微粉戻し口に導かれ、高圧空
気と共に噴霧乾燥機内部に戻される。
された濃縮乳は、ブロア４８からヒーター４９を介して
加熱された乾燥用一次熱風と共に噴霧乾燥機内に導入さ
れて一次乾燥される。そして、噴霧乾燥機の環体３５か
ら接線方向に温風が吹き込まれているので、噴霧乾燥機
内部に旋回流が発生し、二重円筒状の内蔵型流動層３部
分に噴霧ノズル２から噴霧乾燥された粒子の大部分が移
行する。内蔵型流動層３から飛び出した微粉は排風と共
にサイクロン５、５ａ、５ｂ、５ｃで捕集され、ブロア
８、９で搬送されて所定の微粉戻し口に導かれ、高圧空
気と共に噴霧乾燥機内部に戻される。
【０００９】微粉戻し口は外置型流動層１７の入口、内
蔵型流動層３、噴霧ノズル２の３箇所である。すなわ
ち、戻り粉体は、切替バルブ１２、１３からパイプ１
５、１６を介して、更に切替バルブ１９、２０からパイ
プ２１、２２を介して外置型流動層１７の入口に導か
れ、切替バルブ３９、３６からパイプ３７、３８を介し
て内蔵型流動層３内に送られ、更に切替バルブ１２、１
３から乾燥塔１頂部に向かってパイプ１４を通じて送ら
れるようになっている。以上の例は、流動層を内蔵した
圧力噴霧乾燥塔底部に連設する排風ダクトをサイクロン
に連通させ、サイクロンと乾燥塔頂部、外置型流動層入
口及び外置型流動層出口とを切替バルブを介して微粉戻
しラインで連結したもので、微粉戻しラインを内蔵型流
動層にも連結したものである。
蔵型流動層３、噴霧ノズル２の３箇所である。すなわ
ち、戻り粉体は、切替バルブ１２、１３からパイプ１
５、１６を介して、更に切替バルブ１９、２０からパイ
プ２１、２２を介して外置型流動層１７の入口に導か
れ、切替バルブ３９、３６からパイプ３７、３８を介し
て内蔵型流動層３内に送られ、更に切替バルブ１２、１
３から乾燥塔１頂部に向かってパイプ１４を通じて送ら
れるようになっている。以上の例は、流動層を内蔵した
圧力噴霧乾燥塔底部に連設する排風ダクトをサイクロン
に連通させ、サイクロンと乾燥塔頂部、外置型流動層入
口及び外置型流動層出口とを切替バルブを介して微粉戻
しラインで連結したもので、微粉戻しラインを内蔵型流
動層にも連結したものである。
【００１０】本発明は、以上のような流動層を内蔵した
噴霧乾燥機における噴霧ノズル２の改良に関するもので
ある。図５は通常のシングルノズルを微粉供給管４１、
４２の出口に備えたものの例を示すもので、１個の噴出
孔を有し、この噴出孔にコアとオリフィスを設けて、加
圧された液状の濃縮乳をパイプ４０を通じて噴出する。
このシングルノズルを用いて濃縮乳を噴霧しながら、外
周から微粉供給管４１を介して微粉末の粉乳を吹き付け
て造粒しようとすると、噴霧されている濃縮乳の表面液
膜に遮られて、噴霧中心まで粉乳が到達せず、外周部の
みが会合するため、粒子の大きさにムラができ、均一な
粒子にならず、リサイクルする微粉末の粉乳の割合が時
間とともに増大するという問題がある。
噴霧乾燥機における噴霧ノズル２の改良に関するもので
ある。図５は通常のシングルノズルを微粉供給管４１、
４２の出口に備えたものの例を示すもので、１個の噴出
孔を有し、この噴出孔にコアとオリフィスを設けて、加
圧された液状の濃縮乳をパイプ４０を通じて噴出する。
このシングルノズルを用いて濃縮乳を噴霧しながら、外
周から微粉供給管４１を介して微粉末の粉乳を吹き付け
て造粒しようとすると、噴霧されている濃縮乳の表面液
膜に遮られて、噴霧中心まで粉乳が到達せず、外周部の
みが会合するため、粒子の大きさにムラができ、均一な
粒子にならず、リサイクルする微粉末の粉乳の割合が時
間とともに増大するという問題がある。
【００１１】そこで、本発明では、シングルノズルの代
わりにシングルヘッドマルチノズルを使用するものであ
る。図１〜図４はその具体的構造を示すもので、下部の
表面が逆円錐台状または逆角錐状のノズルボディー４３
の中心に液体供給源に接続する中空口４４を設け、その
中空口４４から外部表面に連通する斜めの液体噴出孔４
５を複数個設けるとともに、その液体噴出孔４５にコア
４６及びオリフィス４７を設けて構成してある。この液
体噴出孔４５は中空口４４に対して３０°〜６０°の角
度を有する。また、シングルヘッドマルチノズルを微粉
供給管４１の出口に備えたものの微粉と噴霧液滴との衝
突会合の概念が図６に示されている。パイプ４０を通じ
て圧力ポンプから供給された濃縮乳は、ノズルボディー
４３中心の中空口４４から上記傾斜角度で穿設された複
数の液体噴出孔４５を通り、液体噴出孔４５の先端に設
けられたコア４６で旋回流が与えられた後、各オリフィ
ス４７から霧状の液滴として噴出される。その際、シン
グルヘッドマルチノズル周辺部では各オリフィスからの
濃縮乳噴霧ゾーンＳ１、Ｓ２、Ｓ３の間で空隙Ｗ１、Ｗ
２を生ずる。
わりにシングルヘッドマルチノズルを使用するものであ
る。図１〜図４はその具体的構造を示すもので、下部の
表面が逆円錐台状または逆角錐状のノズルボディー４３
の中心に液体供給源に接続する中空口４４を設け、その
中空口４４から外部表面に連通する斜めの液体噴出孔４
５を複数個設けるとともに、その液体噴出孔４５にコア
４６及びオリフィス４７を設けて構成してある。この液
体噴出孔４５は中空口４４に対して３０°〜６０°の角
度を有する。また、シングルヘッドマルチノズルを微粉
供給管４１の出口に備えたものの微粉と噴霧液滴との衝
突会合の概念が図６に示されている。パイプ４０を通じ
て圧力ポンプから供給された濃縮乳は、ノズルボディー
４３中心の中空口４４から上記傾斜角度で穿設された複
数の液体噴出孔４５を通り、液体噴出孔４５の先端に設
けられたコア４６で旋回流が与えられた後、各オリフィ
ス４７から霧状の液滴として噴出される。その際、シン
グルヘッドマルチノズル周辺部では各オリフィスからの
濃縮乳噴霧ゾーンＳ１、Ｓ２、Ｓ３の間で空隙Ｗ１、Ｗ
２を生ずる。
【００１２】一方、流動層、サイクロン等で分離された
微粉末粉乳はブロア８、９で空気輸送され、微粉供給管
４１を通じてシングルヘッドマルチノズルから噴出する
濃縮乳の上部から吹き付ける。微粉末粉乳は上記濃縮乳
噴霧ゾーン間の空隙Ｗ１、Ｗ２を通って噴霧ゾーンＳ
１、Ｓ２、Ｓ３下部に達する。この噴霧ゾーン下部の空
間は噴霧乾燥において、水分蒸発に伴う温度低下により
空気の収縮が激しく起こり、外周よりも低圧となる箇所
である。乾燥途上にある濃縮乳液滴のほとんどは、この
収縮に伴って中心部に集まる。この際、上部から落下し
てきた微粉末粉乳と会合し、造粒物を形成する。そし
て、この造粒物は更に落下し、気流中または流動層で乾
燥し、造粒粉乳となる。
微粉末粉乳はブロア８、９で空気輸送され、微粉供給管
４１を通じてシングルヘッドマルチノズルから噴出する
濃縮乳の上部から吹き付ける。微粉末粉乳は上記濃縮乳
噴霧ゾーン間の空隙Ｗ１、Ｗ２を通って噴霧ゾーンＳ
１、Ｓ２、Ｓ３下部に達する。この噴霧ゾーン下部の空
間は噴霧乾燥において、水分蒸発に伴う温度低下により
空気の収縮が激しく起こり、外周よりも低圧となる箇所
である。乾燥途上にある濃縮乳液滴のほとんどは、この
収縮に伴って中心部に集まる。この際、上部から落下し
てきた微粉末粉乳と会合し、造粒物を形成する。そし
て、この造粒物は更に落下し、気流中または流動層で乾
燥し、造粒粉乳となる。
【００１３】以上、通常のシングルノズルを使用した場
合とシングルヘッドマルチノズルを使用した場合の微粉
と噴霧液滴との衝突会合の概念を示す図５、図６から判
る通り、通常のシングルノズルを使用すると、速度差が
大きいため、微粉は十分加湿、衝突する前にはじかれて
しまうのに対し、シングルヘッドマルチノズルは各オリ
フィスの間の噴霧液滴の隙間からノズル下方の空気収縮
ゾーン（低圧ゾーン）に引き込まれ、密度が濃くなるた
め、他の粒子（液滴）と衝突、造粒する機会が多くな
る。
合とシングルヘッドマルチノズルを使用した場合の微粉
と噴霧液滴との衝突会合の概念を示す図５、図６から判
る通り、通常のシングルノズルを使用すると、速度差が
大きいため、微粉は十分加湿、衝突する前にはじかれて
しまうのに対し、シングルヘッドマルチノズルは各オリ
フィスの間の噴霧液滴の隙間からノズル下方の空気収縮
ゾーン（低圧ゾーン）に引き込まれ、密度が濃くなるた
め、他の粒子（液滴）と衝突、造粒する機会が多くな
る。
【００１４】例えば、図７に示す流動層を内蔵した噴霧
乾燥システムにおいて、通常のシングルノズルを使用し
て普通の脱脂粉乳を製造した場合、外置型流動層１７の
入口部分における微粉戻し口では、造粒効果は全くな
く、この場所であれば、噴霧圧２００ｋｇ／ｃｍ2、熱
風温度１６０℃、排風温度７３℃で、平均粒子径８２μ
ｍの脱脂粉乳が得られた。また、内蔵型流動層３の微粉
戻し口では、平均粒子径１１０μｍ程度のセミ造粒粉が
得られ、シングルノズル上部の微粉戻し口では、平均粒
子径１５０μｍになった。しかし、この程度の造粒では
流動性の改善効果はあるが、湿潤性、分散性とも満足の
いく水準に達しない。そこで、微粉戻し口を同じ状態に
してシングルヘッドマルチノズルを使用し、噴霧圧２０
０ｋｇ／ｃｍ2、熱風温度１６０℃、排風温度７３℃で
製造を行ったところ、平均粒子径２４０μｍの造粒粒子
が得られた。この造粒製品は湿潤性１０秒以下、分散性
９５％以上の目標値に達しており、インスタント製品と
しての条件をクリアした。通常脱脂粉乳、セミ造粒粉、
シングルヘッドマルチノズル使用のインスタント粉乳の
粒度分布を図８に示す。
乾燥システムにおいて、通常のシングルノズルを使用し
て普通の脱脂粉乳を製造した場合、外置型流動層１７の
入口部分における微粉戻し口では、造粒効果は全くな
く、この場所であれば、噴霧圧２００ｋｇ／ｃｍ2、熱
風温度１６０℃、排風温度７３℃で、平均粒子径８２μ
ｍの脱脂粉乳が得られた。また、内蔵型流動層３の微粉
戻し口では、平均粒子径１１０μｍ程度のセミ造粒粉が
得られ、シングルノズル上部の微粉戻し口では、平均粒
子径１５０μｍになった。しかし、この程度の造粒では
流動性の改善効果はあるが、湿潤性、分散性とも満足の
いく水準に達しない。そこで、微粉戻し口を同じ状態に
してシングルヘッドマルチノズルを使用し、噴霧圧２０
０ｋｇ／ｃｍ2、熱風温度１６０℃、排風温度７３℃で
製造を行ったところ、平均粒子径２４０μｍの造粒粒子
が得られた。この造粒製品は湿潤性１０秒以下、分散性
９５％以上の目標値に達しており、インスタント製品と
しての条件をクリアした。通常脱脂粉乳、セミ造粒粉、
シングルヘッドマルチノズル使用のインスタント粉乳の
粒度分布を図８に示す。
【００１５】次に、図７の流動層を内蔵した噴霧乾燥シ
ステムを用いて全粉乳を製造した。微粉戻し口をノズル
の上部に固定し、通常のシングルノズルとシングルヘッ
ドマルチノズルを使用して造粒粉を製造した。熱風温度
１５５℃、排風温度７３℃の同じ条件で比較したとこ
ろ、通常のシングルノズルでは平均粒子径１６０μｍで
あったのに対し、シングルヘッドマルチノズルでは平均
粒子径２５５μｍの造粒粉が得られた。これらの実施例
により、本発明にかかるシングルヘッドマルチノズルを
備えた造粒装置及びその装置を配設した造粒微粉リサイ
クルシステムの造粒に対する効果は実証された。
ステムを用いて全粉乳を製造した。微粉戻し口をノズル
の上部に固定し、通常のシングルノズルとシングルヘッ
ドマルチノズルを使用して造粒粉を製造した。熱風温度
１５５℃、排風温度７３℃の同じ条件で比較したとこ
ろ、通常のシングルノズルでは平均粒子径１６０μｍで
あったのに対し、シングルヘッドマルチノズルでは平均
粒子径２５５μｍの造粒粉が得られた。これらの実施例
により、本発明にかかるシングルヘッドマルチノズルを
備えた造粒装置及びその装置を配設した造粒微粉リサイ
クルシステムの造粒に対する効果は実証された。
【００１６】
【発明の効果】本発明にかかる造粒装置及び造粒システ
ムと従来の技術とを比較すると、本発明は、造粒効果
（粒子径増大効果）に優れ、更に粒度分布が均一になる
利点がある。これは、次の理由によると考えられる。通
常のシングルノズルであれば、噴霧パターンは傘状に開
き、上から見るとノズルを中心として円形に隙間なく全
面に広がる。しかし、複数オリフィスのシングルヘッド
マルチノズルの場合は、上から見ると、各オリフィスか
ら、オリフィスとコアの組合わせで決定される噴霧角を
もって放射状に広がる噴霧パターンとなり、各オリフィ
スからの濃縮乳噴霧ゾーンの間で空隙を生ずる。
ムと従来の技術とを比較すると、本発明は、造粒効果
（粒子径増大効果）に優れ、更に粒度分布が均一になる
利点がある。これは、次の理由によると考えられる。通
常のシングルノズルであれば、噴霧パターンは傘状に開
き、上から見るとノズルを中心として円形に隙間なく全
面に広がる。しかし、複数オリフィスのシングルヘッド
マルチノズルの場合は、上から見ると、各オリフィスか
ら、オリフィスとコアの組合わせで決定される噴霧角を
もって放射状に広がる噴霧パターンとなり、各オリフィ
スからの濃縮乳噴霧ゾーンの間で空隙を生ずる。
【００１７】微粉末粉乳のリサイクルを行ったとき、通
常のシングルノズルを使用すると、微粉末粉乳は濃縮乳
噴霧液膜と衝突する際の速度差が大きく、また、濃縮乳
液滴の運動エネルギーも大きいため、微粉末粉乳と濃縮
乳は会合してもはじき飛ばされ、粒子径を増大させる効
率は良くなかった。また、微粉リサイクル量を多くし、
濃縮乳の供給量を落として粒子径を大きくしても粒度分
布はかなり広いものとなった。これは乾燥途中の濃縮乳
と微粉末粉乳の会合時間が短いため、造粒されない部分
と、造粒された部分とができたためと考えられる。
常のシングルノズルを使用すると、微粉末粉乳は濃縮乳
噴霧液膜と衝突する際の速度差が大きく、また、濃縮乳
液滴の運動エネルギーも大きいため、微粉末粉乳と濃縮
乳は会合してもはじき飛ばされ、粒子径を増大させる効
率は良くなかった。また、微粉リサイクル量を多くし、
濃縮乳の供給量を落として粒子径を大きくしても粒度分
布はかなり広いものとなった。これは乾燥途中の濃縮乳
と微粉末粉乳の会合時間が短いため、造粒されない部分
と、造粒された部分とができたためと考えられる。
【００１８】一方、本発明にかかるシングルヘッドマル
チノズルの場合は、乾燥機の中で、最も空気の収縮が大
きく、かつ、そのノズルから噴出されたエネルギーが失
われた乾燥途中の濃縮乳液滴が収縮に伴って引き込ま
れ、密度が濃厚となったゾーンに微粉末粉乳を送ること
ができるため、衝突、会合の機会は、通常のシングルノ
ズルを使用する場合と比較すると、はるかに高く、した
がって、造粒効率及び均一性が良くなった。
チノズルの場合は、乾燥機の中で、最も空気の収縮が大
きく、かつ、そのノズルから噴出されたエネルギーが失
われた乾燥途中の濃縮乳液滴が収縮に伴って引き込ま
れ、密度が濃厚となったゾーンに微粉末粉乳を送ること
ができるため、衝突、会合の機会は、通常のシングルノ
ズルを使用する場合と比較すると、はるかに高く、した
がって、造粒効率及び均一性が良くなった。
【図１】シングルヘッドマルチノズル部分の部分切断面
図
図
【図２】シングルヘッドマルチノズル部分の半部を切断
して示す全体図
して示す全体図
【図３】シングルヘッドマルチノズルの底面図
【図４】シングルヘッドマルチノズルの平面図
【図５】従来のシングルノズルの効果概念図
【図６】シングルヘッドマルチノズルの効果概念図
【図７】流動層を内蔵した噴霧乾燥機を用いて噴霧乾燥
と同時に造粒する造粒システムを示す全体概要図
と同時に造粒する造粒システムを示す全体概要図
【図８】同上のシステムを使用したときに得られた製品
の粒度分布を示す図
の粒度分布を示す図
４３ ノズルボディー ４４ 中空口 ４５ 液体噴出孔 ４６ コア ４７ オリフィス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−135163（ＪＰ，Ａ) 祐川金次郎監修「乳業機械工学便覧上 巻」（1974年８月10日）酪農技術普及学 会，ｐ．258−267 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A23C 1/00 - 1/16 B01J 2/00
Claims (3)
- 【請求項１】 ノズルボディー中心に液体供給源に接続
する中空口を設け、その中空口からノズルボディー表面
に連通する斜めの液体噴出孔を複数個設けるとともに、
その液体噴出孔にコア及びオリフィスを設けたシングル
ヘッドマルチノズルを、微粉供給管の出口に設けたこと
を特徴とする造粒装置。 - 【請求項２】 ノズルボディー中心に対する液体噴出孔
の傾斜角度を３０°〜６０°とした請求項１に記載の造
粒装置。 - 【請求項３】 底部に流動層を内蔵した圧力噴霧乾燥塔
の頂部と、圧力噴霧乾燥塔の底部に連設した排風ダクト
が連通するサイクロンと、外置型流動層の入口及び出口
とを切替バルブを介して微粉戻しラインで連結するとと
もに、前記乾燥塔頂部の微粉戻しラインに、請求項１ま
たは２に記載の造粒装置の微粉供給管を連通させてなる
造粒システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05049340A JP3100257B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 造粒装置及びこれを配設した造粒システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05049340A JP3100257B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 造粒装置及びこれを配設した造粒システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06261681A JPH06261681A (ja) | 1994-09-20 |
| JP3100257B2 true JP3100257B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=12828276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05049340A Expired - Lifetime JP3100257B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 造粒装置及びこれを配設した造粒システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3100257B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4589225B2 (ja) * | 2005-12-22 | 2010-12-01 | 東洋エンジニアリング株式会社 | 顆粒製品の製造方法 |
| AU2008248180B2 (en) * | 2007-05-04 | 2012-08-16 | S.C. Johnson & Son, Inc. | Multiple nozzle differential fluid delivery head |
-
1993
- 1993-03-10 JP JP05049340A patent/JP3100257B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 祐川金次郎監修「乳業機械工学便覧上巻」（１９７４年８月１０日）酪農技術普及学会，ｐ．２５８−２６７ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06261681A (ja) | 1994-09-20 |
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