JP4260876B2 - 粉砕物製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、食品、医薬品、化粧品、樹脂、無機物質などの粉砕物を製造する粉砕物製造装置に関する。

従来から、粉砕物は、食品、医薬品、化粧品、その他のあらゆる分野において利用されている。一般に、食品のように、含水率が高く、粘着性のある材料を原料とする場合、粉砕物の製造は、先ず、乾燥機によって原料を十分に乾燥し、次いで、乾燥した原料を粉砕機によって粉砕することで行われる。これは、含水率が高く、粘着性のある材料をそのまま粉砕機に投入すると、その粘性による低い流動性により、粉砕機を詰まらせてしまうからである。

また、乾燥工程と粉砕工程とは別々にバッチ式で行われるため、乾燥機から原料を取り出す作業や、取り出した原料を粉砕機まで搬送する作業、更に、搬送した原料を粉砕機に投入する作業が必要となる。これらの作業は、人手、又は別の装置によって行う必要があるため、粉砕物の製造においては、製造コストの削減が難しいという問題がある。

一方、上記の問題を解決するため、渦流式微粉砕機と気流乾燥機とを備えたシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のシステムでは、渦流式微粉砕機は粉砕室の入口側に原料を粉砕室内に吸引するためのファンを備えている。また、渦流式微粉砕機の吐出口と気流乾燥機の導入口とは管路によって接続されている。

この構成によれば、原料は、ファンが起こした気流と共に粉砕室に送り込まれ、これと共に粉砕室内を移動するため、水分を含む原料であっても、粉砕片の流動性が確保され、粉砕機の詰まりは抑制される。また、粉砕後の原料（粉砕片）は、ファンが起こした気流と共に、管路を介して気流乾燥器に送り込まれ、そこで加熱空気と接触する。このように特許文献１のシステムでは、粉砕工程と乾燥工程とが連続して行われ、製造コストの削減が図られる。
特開２００５−３３３９５５号公報

しかしながら、特許文献１に開示のシステムによって粉砕物を製造する場合であっても、上述したように乾燥工程の実施前に粉砕工程が実施されるため、対象とできる原料の含水率には限度がある。特許文献１に開示のシステムでは、それに開示にされている含水率が２８％〜３４％の米を原料として用いる場合は問題ないが、含水率がこれより高い材料、例えば、生魚、海草、オカラ、野菜等の含水率が高い材料を原料として用いるのは困難である。

一方、特許文献１に開示のシステムからは、気流乾燥機の排出口と渦流式微粉砕機の吸引口とを管路で接続し、乾燥工程の後に粉砕工程が実施されるようにしたシステムも考えられる。このシステムによれば、原料の乾燥後に、原料の粉砕が行われる。

しかしながら、気流乾燥機は、原料を加熱空気と一緒に気流乾燥機の本体内部を通過させることによって乾燥を行うため、含水率の高い原料を十分に乾燥させるためには、本体の全長を長くする必要がある。よって、このようなシステムを採用した場合は、装置の大型化により、製造コストの上昇を招いてしまう。

本発明の目的は、上記問題を解消し、含水率が高く、粘着性のある材料を粉砕物の原料として用いた場合であっても、製造コストの抑制を図りつつ、且つ、原料に対して十分な乾燥を行って粉砕物を製造し得る粉砕物製造装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明における粉砕物製造装置は、原料を粉砕する粉砕機と、容器と、前記容器内に加熱された空気を供給する加熱空気供給機とを備え、前記容器は、その内部と連通する、第１の導入口及び第２の導入口と第１の排出口及び第２の排出口とを備え、前記加熱空気供給機は、前記第２の導入口を介して、前記容器内に前記空気を供給し、前記粉砕機は、送風機能を備え、前記送風機能によって、吸引口から流体と共に前記原料を吸引し、且つ、粉砕した前記原料を前記流体と共に吐出口から送り出し、前記容器の前記第１の導入口と前記粉砕機の前記吐出口、及び前記容器の前記第１の排出口と前記粉砕機の前記吸引口は、それぞれ管路によって接続されていることを特徴とする。

以上のように、本発明の粉砕物製造装置においては、循環路が設けられており、原料は、粉砕機が発生させた気流と加熱空気供給機からの空気（加熱空気）とによってこの循環路を循環する。このとき、原料は、何度も粉砕されて表面積を拡大させるため、原料に含まれる水分は急速に蒸発を開始する。よって、本発明の粉砕物製造装置によれば、原料の含水率が高い場合であっても、それを確実に効率良く乾燥できる。また、このとき、乾燥のための加熱空気も循環路を循環するため、本発明の粉砕物製造装置によれば、エネルギー効率の向上が図られ、これによる製造コストの抑制も図られる。

図１は、本発明の実施の形態１における粉砕物製造装置の全体構成を概略的に示す構成図である。 図２は、図１に示した粉砕機を示す図であり、図２（ａ）は断面図、図２（ｂ）は外観を示す斜視図、図２（ｃ）はケーシングの内部を示す斜視図である。 図３は、図１に示した容器の構造を具体的に示す断面図である。 図４は、図３中の切断線Ａ−Ａ’に沿って切断して得られた容器の断面図である。 図５は、図３中の切断線Ｂ−Ｂ’に沿って切断して得られた容器の断面図である。 図６は、図３中に示されたプレート部材を示す斜視図である。 図７は、本発明の実施の形態２における粉砕物製造装置の全体構成を概略的に示す構成図である。 図８は、図７に示した容器の構造を具体的に示す断面図である。 図９は、図８中の切断線Ｃ−Ｃ’に沿って切断して得られた容器の第１の導入口付近の断面図である。 図１０は、図８中の切断線Ｄ−Ｄ’に沿って切断して得られた容器の第２の導入口付近の断面図である。 図１１は、図８中の切断線Ｅ−Ｅ’に沿って切断して得られた容器の第１の排出口付近の断面図である。 図１２は、図８に示した容器を構成する筒体の一部分を拡大して示す断面図である。 図１３は、本発明の実施の形態２において用いることができる容器の他の例を示す断面図である。 図１４は、本発明の実施の形態３における粉砕物製造装置で用いられる容器の具体的構成を示す断面図である。 図１５は、図１４中に示されたプレート部材を示す図であり、図１５（ａ）は斜視図、図１５（ｂ）は上面図である。 図１６は、本発明の実施の形態４における粉砕物製造装置の全体構成を概略的に示す構成図である。 図１７は、本発明の実施の形態４における粉砕物製造装置の他の例の全体構成を概略的に示す構成図である。 図１８は、本発明の実施の形態５における粉砕物製造装置の全体構成を概略的に示す構成図である。

符号の説明

１ 粉砕物製造装置
２ 粉砕機
３ 容器
３ａ 容器の内壁面
４ 加熱空気供給機
５ 空気加熱装置
６ 送風機
７、８ 管路
９ 原料供給機
１０ 第１の導入口
１１ａ、１１ｂ 第２の導入口
１２ 第１の排出口
１３ 第２の排出口
１４ 採集装置
１５ サイクロン分離器
１６ 送風機
１７ 最終製品（粉砕物）
１８、１９ バルブ
２０ ケーシング
２１ 羽根車
２２ 吸引口
２３ 吐出口
２４ スクリーン
２４ａ 微細孔
２５ 電動機
３０ プレート部材
３１ 本体部材
３１ａ 開口部
３１ｂ 貫通孔
３２ 整流部材
３３ 支持部材
３４ ステー
３５ 旋回流
３６ プレート部材
３７ 突起部
３７ａ 先端部分
３７ｂ 胴体部分
３８ 貫通孔
３９ 環状の流路
４０ 容器
４１ 第１の導入口
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ 第２の導入口
４３ 第１の排出口
４４ 第２の排出口
４５ 原料供給口
４６ スクリーン
４６ａ 貫通孔
４７ 整流板
４８ 旋回流
４９ 仕切り板
５０ 粉砕物製造装置
５１ 原料の軌道
５２ 環状の部材
５３ 開口部
５４ 傾斜面
５５ ノズル
６０ 粉砕物製造装置
６１ 容器
６１ａ 内壁面
６２ 吸引管
６３ 旋回流（下降旋回流）
７０ 粉砕物製造装置
７１ 容器
７２ 粉砕機
７３、７４ 管路
７５ 第３の排出口
７６ 第３の導入口

本発明における粉砕物製造装置は、原料を粉砕する粉砕機と、容器と、前記容器内に加熱された空気を供給する加熱空気供給機とを備え、前記容器は、その内部と連通する、第１の導入口及び第２の導入口と第１の排出口及び第２の排出口とを備え、前記加熱空気供給機は、前記第２の導入口を介して、前記容器内に前記空気を供給し、前記粉砕機は、送風機能を備え、前記送風機能によって、吸引口から流体と共に前記原料を吸引し、且つ、粉砕した前記原料を前記流体と共に吐出口から送り出し、前記容器の前記第１の導入口と前記粉砕機の前記吐出口、及び前記容器の前記第１の排出口と前記粉砕機の前記吸引口は、それぞれ管路によって接続されていることを特徴とする。

上記特徴により、本発明の粉砕物製造装置は、原料の含水率が高い場合であっても、大型の乾燥装置を用いることなく、原料を十分に乾燥させることができる。また、粉砕され、そして水分が除去されて、小さく軽くなった材料（粉砕物）は、第２の排出口から装置の外部へと排出され、その後、回収される。更に、本発明の粉砕製造装置は、循環によって原料を何度も粉砕できるので、それを粉末状とすることもできる。

上記本発明における粉砕物製造装置においては、前記粉砕機が、吸引口と吐出口とが設けられたケーシングと、前記ケーシング内に配置され、且つ前記吸引口から流体を吸引して前記吐出口へと送り出す羽根車と、多数の微細孔を有し、且つ前記流体と衝突するように配置されたスクリーンとを備えているのが好ましい。

上記本発明における粉砕物製造装置は、前記容器が、筒状を呈し、且つ、筒の長手方向を鉛直方向に平行にした状態での設置が可能となるように形成され、前記容器が前記筒の長手方向を鉛直方向に平行にした状態で設置されたときに、前記第２の排出口が、前記第１の排出口の上方に設けられ、前記第２の導入口が、前記空気が下方から上方へと前記容器の内部を流れるように設けられ、前記第１の導入口が、それから前記容器の内部に導入された前記流体が前記容器の内壁面に沿って旋回するように設けられ、前記第１の排出口が、旋回する前記流体の接線方向に沿って設けられている態様（第１の態様）とすることができる。

上記第１の態様とすれば、粉砕機の送風機能によって、容器内部に、確実に旋回流を発生させることができる。また、乾燥及び粉砕が十分な材料と、不十分な材料とでは、旋回によって受ける遠心力が相違し、両者は分離されるが、上記第１の態様によれば、このことを利用して、乾燥及び粉砕が十分な材料のみを容易に回収することができる。

上記第１の態様においては、前記容器の内部の前記第２の導入口の上方に、前記容器の内部を塞ぐようにしてプレート部材が配置され、前記プレート部材は、中心に開口部が設けられ、且つ、前記開口部の周辺に複数の貫通孔が設けられた本体部材と、前記開口部の上方に配置され、且つ、前記開口部を通過した前記空気を前記容器の内壁面に向かわせる整流部材とを備えているのが好ましい。

このようなプレート部材を配置すると、重い原料（粉砕物を含む）はプレート上に落下する。更に、容器の下方から送られてきた加熱空気の一部は、整流部材に衝突して方向を変え、内壁面に向かって放射状に進行し、プレート上に既に落下している原料や、プレートに向かって落下してきた原料に衝突する。この結果、落下している原料又は落下してきた原料は分塊され、飛散して、乾燥及び粉砕されるため、原料損失の抑制、乾燥の効率化が図られる。

また、上記第１の態様においては、前記容器の内部の前記第２の導入口の上方に、前記容器の内部を塞ぐようにしてプレート部材が配置され、前記プレート部材は、中央部分に設けられ、且つ、上方に向かって突き出した突起部と、前記突起部の周辺部分に設けられた複数の貫通孔とを備え、前記突起部は、先端が円錐状となり、且つ、突き出し方向に垂直な断面の外形が円形状となるように形成されているのも好ましい。この場合は、容器内部での旋回流の発生を確実なものとすることができる。

更に、上記の場合においては、前記第２の排出口が、前記容器の最上部に設けられ、前記第２の排出口と前記プレート部材との間の位置に、前記容器の内壁面に沿って環状の部材が設けられ、前記第１の排出口が、前記環状の部材の下方に設けられているのも好ましい。この場合は、製品段階に達していない粉砕物を確実に粉砕機へと送ることができ、製品段階に至った粉砕物のみを取り出す機能（分級機能）の向上を図ることができる。

また、突起部を備えたプレート部材と環状の部材とを設ける場合は、前記第２の排出口が、前記容器の最上部に設けられ、前記容器の内部に、前記第２の排出口に連通し、且つ、下方へと延びる吸引管が設けられ、前記第２の排出口と前記プレート部材との間の位置に、前記容器の内壁面に沿って環状の部材が設けられ、前記第１の排出口が、前記プレート部材と前記環状の部材との間に設けられ、前記第１の導入口が、前記第１の排出口の上方であって、前記第２の排出口と前記環状の部材との間に設けられているのも好ましい。この場合は、更に分級機能の向上が図られる。また、容器内部の下部を上部よりも高温とできるため、熱処理が必要な原料を粉砕する場合に有効となる。

更に、突起部を備えたプレート部材と環状の部材とを設ける場合は、本発明における粉砕物製造装置に、前記粉砕機とは別の第２の粉砕機が備えられ、前記容器が、更に、前記環状の部材の下方に、第３の導入口及び第３の排出口を備え、前記容器の前記第３の導入口と前記第２の粉砕機の前記吐出口、及び前記容器の前記第３の排出口と前記第２の粉砕機の前記吸引口は、それぞれ管路によって接続され、前記第３の排出口は、前記第１の排出口の下方に設けられ、前記第３の導入口は、前記第３の排出口の下方であって、前記プレート部材の突起部の側面に対向する位置に設けられているのが好ましい。この場合は、２段階の粉砕が行われるため、更に細かな粉砕物の製造が可能となる。

また、上記本発明における粉砕物製造装置は、前記容器が、筒状を呈し、且つ、筒の長手方向を水平方向に平行にした状態での設置が可能となるように形成され、前記原料は、前記容器が筒の長手方向を水平方向に平行にした状態で設置されたときに前記容器の一方側の端部となる部分から、前記容器の内部に供給され、前記第２の排出口が、前記第１の排出口よりも前記容器の中心軸に近い位置に設けられ、前記第１の導入口が、それから前記容器の内部に導入された前記流体が前記容器の内壁面に沿って旋回するように設けられ、前記第１の排出口が、旋回する前記流体の接線方向に沿って設けられている態様（第２の態様）とすることもできる。

上記第２の態様とした場合も、第１の態様と同様に、容器内部に旋回流を発生させることができる。よって、上記第２の態様とした場合も、第１の態様で述べた効果を得ることができる。

また、上記第２の態様においては、前記容器の内部に、前記容器の内壁面の全部又は一部と対向するように、複数の貫通孔を備えた第２のスクリーンが配置され、前記第２のスクリーンは、前記複数の貫通孔毎に、前記複数の貫通孔を通過した気体の流れ方向を前記第２のスクリーンの面方向に沿った方向に変える整流板を備え、前記第２の導入口は、前記容器の内壁面と前記第２のスクリーンとの間に前記空気が供給されるように、前記容器の側面に形成されているのが好ましい。この場合は、容器の内部における旋回流の発生を効率良く行うことができる。また、この場合においては、前記第１の導入口は、それから前記容器の内部に導入された前記流体が、前記スクリーンの面に沿って旋回するように設けられているのが良い。

更に、上記本発明における粉砕物製造装置においては、前記第２の排出口が、粉砕物を採集するための採集装置に接続されている態様とするのが良い。

本発明は、その他の態様として、粉砕物の製造方法を提供する。本発明の粉砕物の製造方法は、原料を粉砕する粉砕機の吸引口及び吐出口と容器の排出口及び導入口とがそれぞれ管路によって接続されることにより形成される流体の循環系に前記粉砕機と前記容器とを循環する加熱空気の循環気流を形成し、前記容器内に加熱空気の旋回流を形成すること、水分を含有する原料を前記循環系に導入し、前記循環系内の乾燥状態が進んだ前記原料及び／又はその粉砕物と混合して混合物とすること、前記循環気流により前記混合物を前記循環系に循環させること、前記粉砕機において前記混合物を粉砕及び乾燥すること、及び、前記容器内において前記混合物を前記旋回流の遠心力及び前記循環気流により分級及び乾燥し、前記分級により所定の大きさの乾燥した粉砕物を回収し、その他の前記混合物を前記循環系に循環させることを含む。

本発明の粉砕物の製造方法において、「乾燥状態が進んだ」とは、例えば、水分含有量（重量比）が導入される水分を含有する原料よりも少ないことをいう。本発明の粉砕物の製造方法では、連続及び断続的に原料の導入が可能であるから、好ましくは、前記循環系には乾燥状態が進んだ原料及び／又はその粉砕物が存在することとなる。また、本発明において「混合物」は、前記原料及び粉砕物を含み、さらに、乾燥状態の差に起因する付着や衝突などにより原料同士、粉砕物同士、又は原料と粉砕物とが一体化したものを含みうる。

本発明の粉砕物の製造方法は、本発明の粉砕物製造装置などの装置を用いて行うことができ、その実施形態は、後述する本発明の粉砕物製造装置の実施の形態において説明される。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における粉砕物製造装置について、図１〜図６を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態１における粉砕物製造装置の全体構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における粉砕物製造装置の全体構成を概略的に示す構成図である。

図１に示すように、粉砕物製造装置１は、原料を粉砕する粉砕機２と、容器３と、容器３内に加熱された空気（加熱空気）を供給する加熱空気供給機４とを備えている。容器３は、第１の導入口１０と、第２の導入口１１ａ及び１１ｂと、第１の排出口１２と、第２の排出口１３とを備えている。これら導入口及び排出口は、全て、容器３の内部と連通している。加熱空気供給機４は、第２の導入口１１ａ及び１１ｂを介して、容器３内に、原料乾燥用の加熱空気を供給する。

粉砕機２は、原料を粉砕する機能に加えて、送風機能を備えている。本実施の形態１では、粉砕機２は、羽根車２１（図２参照）、スクリーン２４（図２参照）、及びケーシング２０を備えている。また、ケーシング２０には吸引口２２と吐出口２３とが設けられている（図２参照）。更に、粉砕機２の吸引口２２と第１の排出口１２とは、管路７によって接続され、粉砕機２の吐出口２３と第１の導入口１０とは、管路８によって接続されている。粉砕物製造装置においては、粉砕機２、容器３、管路７及び８により、流体が循環する循環路が形成されている。

また、本実施の形態１では、加熱空気供給機４は、送風機６と、空気加熱装置５とを備えている。送風機６は、図１の例では、ターボ式送風機であるが、これに限定されず、容積式送風機であっても良い。また、空気加熱装置５は、送風機６から送られてきた空気を加熱する機能を備えたものであれば良い。例えば、空気加熱装置５としては、電気ヒータ、可燃ガスや灯油等を燃料として用いるバーナ、蒸気ヒータ等が挙げられる。なお、空気加熱装置５は、加熱温度を調整する機能を備えているのが好ましい。

また、第２の排出口１３は、最終製品となる粉砕物を採集するのに用いられ、第１の排出口１２の上方に設けられている。最終製品となる粉砕物は、最終製品に至っていない粉砕物よりも軽く、上昇しやすいからである。本実施の形態１では、第２の排出口１３は、容器３が設置されたときに容器の最上部となる部分に設けられている。また、第２の排出口１３は、第１の排出口１２よりも容器３の中心軸に近い位置に設けられている。これは、後述する旋回流３５から原料（粉砕物）が受ける遠心力は、原料が乾燥及び粉砕を繰り返し受けて製品段階に近づく程小さくなり、その結果、製品段階に至った原料（粉砕物）は、容器３内の中心近くを旋回するからである。

また、第２の排出口１３は、最終製品となる粉砕物を採集する採集装置１４に接続されている。採集装置１４は、サイクロン分離器１５と、排気用の送風機１６とを備えている。但し、採集装置１４は、図１の例に限定されるものではなく、例えば、サイクロン分離器１５の代わりに、電気集塵装置や、バグフィルタに代表される濾過集塵装置を用いても良い。なお、１７は、最終製品となる粉砕物を示している。送風機１６も、送風機６と同様に、ターボ式送風機及び容積式送風機のいずれであっても良い。また、本実施の形態１における粉砕物製造装置は、送風機１６及び送風機６のうちいずれか一方のみを備える態様であっても良い。

本実施の形態１においては、粉砕物を製造するための原料は、原料供給機９によって、容器３内に直接供給されている。原料供給位置は、容器の側面における容器上部よりも容器下部に近い位置に設定されている。また、後述の図５に示すように、原料供給位置は、第１の導入口１０から導入される流体の上流に近づくようにも設定されている。なお、原料の供給位置は、特に限定されるものではない。原料の供給は、管路７及び８のいずれにおいて行っても良いし、容器３において行っても良い。

次に、図１に示した粉砕機について図２を用いて具体的に説明する。図２は、図１に示した粉砕機を示す図であり、図２（ａ）は断面図、図２（ｂ）は外観を示す斜視図、図２（ｃ）はケーシングの内部を示す斜視図である。図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、粉砕機２は、吸引口２２と吐出口２３とが設けられたケーシング２０と、ケーシング２０内に配置された羽根車２１と、スクリーン２４とを備えている。

図２（ａ）に示すように、羽根車２１は、吸引口２２から流体を吸引して吐出口２３へと送り出している。本実施の形態１では、羽根車２１の軸は、それを駆動する電動機２５の軸に連結されている。よって、吐出口２３からは高速（例えば、１５ｍ／ｓ〜３０ｍ／ｓ）の気流が吐き出される。羽根車２１においては、羽の枚数や、取り付け角度も特に限定されるものではない。

スクリーン２４は、多数の微細孔２４ａを備えた部材である。また、スクリーン２４は、ケーシング２０内を流れる流体と衝突するように配置されている。本実施の形態１では、スクリーン２４は、ステンレス等の金属性であり、筒状に形成されている。また、スクリーン２４は、羽根車２１の軸に対して同心円となるように配置され、羽根車２１によって送られた流体は、必ず、スクリーン２４の微細孔２４ａを通過しなければ、吐出口２３に到達できないようになっている。

このような構成により、原料供給機９（図１参照）から供給された原料は、羽根車２１を回転させると、羽根車２１によって生じた風力により、後述するように容器３内を旋回しながら上昇する。更に、原料は、羽根車２１によって生じた風力により、管路７（図１参照）を経て、空気と共に吸引口２２からケーシング２０内に吸引される。そして、原料は、スクリーン２４の微細孔２４ａの内壁との衝突、スクリーン２４で囲まれた空間内での羽根車２１による打撃、原料同士での衝突によって、粉砕される。更に、原料は、羽根車２１の回転により、スクリーン２４に沿って旋回すると共に、これによって削られる。

また、図１に示したように、粉砕機２は、容器３と共に循環路を構成しているため、既に粉砕が行われた原料（粉砕物）は、再度、粉砕機２に吸引される。この場合、粉砕物は、再度、スクリーン２４や羽根車２１に衝突したり、原料同士で衝突したりする。よって、粉砕物は、再度の粉砕工程の実施により、更に粉砕され、より小さくなる。

また、粉砕される度に原料の表面積は拡大し、周囲の空気との接触面積が増加する。更に、粉砕機において発生した熱は、気体（流体）に伝熱され、気体の温度を上昇させる。この二つの作用により、原料においては、粉砕が行われると同時に急速に乾燥も進行する。つまり、原料の乾燥は、粉砕機２においても行われ、粉砕機２は乾燥機としての役目も果たしている。但し、粉砕機が発生した熱量だけでは、乾燥（水分除去）は不十分なため、足りない分の熱量が、加熱空気供給機４から供給される。

なお、図２の例では、粉砕機２は、吸引口２２が水平方向を向くように配置されているが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。粉砕機２は、吸引口２２が垂直方向上側を向くように配置されていても良い。この場合は、電動機２５はケーシング２０の下側に配置されることとなる。

次に、図１に示した容器３について図３〜図６を用いて具体的に説明する。図３は、図１に示した容器の構造を具体的に示す断面図である。図４は、図３中の切断線Ａ−Ａ’に沿って切断して得られた容器の断面図である。図５は、図３中の切断線Ｂ−Ｂ’に沿って切断して得られた容器の断面図である。図６は、図３中に示されたプレート部材を示す斜視図である。

図３に示すように、本実施の形態１においては、容器３は、筒状を呈している。また、容器３は、筒の長手方向を鉛直方向に平行にした状態で設置され、このような設置が可能となるように形成されている。図３の例では、容器３は、断面が円形となる円筒状を呈している。これは、後述する旋回流３５の発生を容易にするためである。

第１の導入口１０は、それから容器の内部に導入された流体（即ち、粉砕物を含んだ空気）が、容器３の内壁面に沿って旋回するように設けられている。具体的には、図５に示すように、第１の導入口１０は、容器３の断面の接線方向に沿って流体が容器３内に導入されるように、容器３の側面に形成されている。よって、粉砕機２（図１参照）から吐出された流体は、容器３の内壁面に沿って旋回する。

第２の導入口は、容器３が設置されたときに容器３の最下部となる部分と、容器３の側面との２箇所に設けられている（第２の導入口１１ａ及び１１ｂ）。第２の導入口１１ａからは、下方から上方に向かう加熱空気が容器３内に供給される。

また、図５に示すように、本実施の形態１では、第２の導入口１１ｂは、容器３の断面の接線方向に沿って加熱空気が供給されるように、容器３の側面に形成されている。第２の導入口１１ｂから供給された加熱空気も、第１の導入口１０から供給された流体と同様に、容器３の内壁面に沿って旋回する。

更に、図４に示すように、第１の排出口１２も、第１の導入口１０及び第２の導入口１１ｂと同様に、容器３の断面の接線方向（旋回流３５の接線方向）に沿って形成されている。よって、容器内の気体は、図４に示すように、容器３の内壁に沿って旋回しながら、第１の排出口１２へと吸い込まれて行く。また、第１の排出口１２は、第１の導入口１０、第２の導入口１１ａ及び１１ｂよりも上方に設けられている。

このように、本実施の形態１では、第１の導入口１０からの接線方向への流体の吐出と、第２の導入口１１ｂからの接線方向への加熱空気の供給と、第１の排出口１２からの接線方向への流体の吸い吸い込みとで、容器３内に旋回流３５が生成されている。

また、第２の導入口１１ａからの下方から上方へ向けての加熱空気の供給と、第１の排出口１２による容器３の上部での吸い込みとで、容器３内に上昇流も生成されている。そして、上記の旋回流３５は、容器３内で、この上昇流と合流し、容器３の内部を旋回しながら上昇する。なお、本実施の形態１では、第２の導入口として、容器の最下部のみに第２の導入口１１ａのみが設けられていても良い。

また、原料は、容器３内において旋回流３５の旋回による遠心力を受けるが、このとき、質量が大きいものほど、即ち、粉砕及び乾燥が十分でないものほど、大きな遠心力を受け、容器３の内壁面に近いところを旋回する。上述したように、本実施の形態１では、第１の排出口１２は、容器３の断面の接線方向に沿って形成されている。このため、本実施の形態１は、大きな遠心力を受ける原料を、効率良く、再度、粉砕機２に導くことができる。再び粉砕機２に導かれた原料は、そこで粉砕され、高速の気流に乗って再び管路８を通って容器３内に送られる。

また、図１において説明したように、粉砕及び乾燥が十分な、製品段階に至った粉砕物は、旋回流３５からの遠心力をあまり受けず、容器３の中心近くを進むため、第２の排出口１３を通り、採集装置１４（図１参照）に採集される。

第２の導入口１１ａの上流に取り付けられたバルブ１８（図１参照）と、第２の導入口１１ｂの上流に取り付けられたバルブ１９（図１参照）とによって、第２の導入口１１ａから流入する加熱空気と第２の導入口１１ｂから流入する加熱空気との比率が調整される。なお、加熱空気の全体の供給量は、加熱空気供給機４に設けられたダンパー（図示せず）によって調整されている。

また、本実施の形態１においては、図３に示すように、容器３の内部の第２の導入口１１ａの上方に、容器３の内部を塞ぐようにして、プレート部材３０が設置されている。プレート部材３０は、図６に示すように、本体部材３１と、整流部材３２とを備えている。本体部材３１は、中心に開口部３１ａが設けられたプレートであり、本体部材３１の開口部３１ａの周辺に、複数の貫通孔３１ｂを備えている。更に、プレート部材３０は、クロス状のステー３４によって設置されている。ステー３４は、図３においては図示していないが、容器３の内壁面３ａに取り付けられている。

また、整流部材３２は、開口部３１ａの上方に配置され、開口部３１ａを通過した加熱空気の一部を容器３の内壁面へと向かわせる。具体的には、整流部材３２は、傘状の形状を備え、傘の部分に貫通孔３２ａを備えている。また、整流部材３２は、支持部材３３によって、開口部３１ａの上方で保持されている。

ところで、プレート部材３０が設置されていない場合に、旋回流３５による上昇が困難な程に重い（含水率が高い）原料が容器３の内部に供給された場合を検討する。この場合、重い原料は、容器３の下部や下部の近くで、上昇することなく流動する。そして、加熱空気との接触によって、徐々に分塊され、乾燥される。乾燥が進み、旋回流３５によって上昇できるほど軽くなると、容器内部を上昇する。

また、プレート部材３０が配置されている場合も、重い原料は上昇できず、プレート部材３０の上や、その近くで上昇することなく流動する。但し、この場合は、開口部３１ａを通過した加熱空気の一部が、傘状の整流部材３２に衝突して方向を変え、内壁面に向かって放射状に進行する。そしてこの放射状に進行する加熱空気は、既にプレート部材３０の上に落下した原料、又はプレート部材３０の上で上昇することなく流動している原料に衝突する。

このため、プレート部材３０を配置した場合、旋回流３５によって上昇できない重い原料は、プレート部材３０を配置していない場合に比べて、短時間で分塊され、そして乾燥される。よって、プレート部材３０を配置した場合は、配置していない場合に比べて、乾燥効率の向上を図ることができる。また、プレート部材３０を配置することにより、一部の原料が、加熱空気との接触が少ないために、容器３の隅に付着してしまうのが抑制される。

本実施の形態１では、プレート部材３０は、図３及び図５に示すように（図５においては外形のみが破線によって示されている）、その外縁と容器３の内壁面３ａとの間に隙間が生じるように形成されている。これは、隙間が設けられていないと、容器３の内壁面３ａとプレート部材の上面との間に原料が堆積・付着し易くなるからである。本実施の形態１では、第２の導入口１１ａからの加熱空気が、この隙間を下方から上方に向けて通過するため、上記のような原料の堆積及び付着が防止される。

また、本実施の形態１において、容器３は、図３〜図６に示す例に限定されるものではない。図３〜図６の例では、容器３は、端部を除き、半径が一定の円筒状を呈しているが、例えば、上方ほど半径が大きな円錐状を呈していても良い。この例によれば、上方ほど断面積が増大し、旋回流３５の上昇速度は遅くなる。そして、粉砕及び乾燥が不十分な重い粉砕物ほど上昇しにくくなり、長く旋回することとなる。このため、この態様によれば、製品となる粉砕物と、粉砕及び乾燥が不十分な重い粉砕物との分離を容易なものとすることができる。

なお、容器３を縦置きする場合は、図３に示したように、容器３の下方側の端部は先細りとなるように形成されているのが好ましい。装置の稼動を停止した後に、採集装置１４によって回収されずに、容器３に残った製品段階の粉砕物の回収を容易にするためである。

ここで、予め、原料の粉砕物が容器３内に投入されている場合に、原料供給機９から原料が投入されたときの、容器３内の状態について説明する。この場合、原料供給機９から容器３の内部に新たに投入された原料は、先ず、第１の導入口１０から高速気流と共に吐き出された粉砕物（既に投入されている原料の粉砕物）と衝突する。そして、この衝突により、新たに投入された原料は分塊される。また、衝突した粉砕物の一部は、新たに投入された原料にめり込んだり、付着したりして、これと一つになる。そして、一つになった粉砕物は、新たに投入された原料よりも含水率が低いため、これから水分を吸収する（固体間水分移動）。

但し、粉砕物は、新たに投入された原料と一つになったまま、加熱空気に曝され、両者は、容器３内を旋回流動するにつれて乾燥する。そして、乾燥が進むと、原料と一つになっていた粉砕物は、原料から剥がれ、小さな粒子に戻る。このとき、粉砕物は、水分量に対して表面積が非常に大きい状態となるため、急速に乾燥する。この乾燥した粉砕物が、それよりも含水率が高い原料と再度一つになった場合は、上記の剥離、急速乾燥が繰り返される。

このように、粉砕物が循環しているところに、乾燥していない新たな原料を投入すると、粉砕物と新たな原料との一体化、乾燥、剥離、粉砕物の急速乾燥といったことが起きる。この結果、粉砕物が全く循環していないところに、原料を投入した場合よりも、投入した原料の乾燥の促進を図ることができる。よって、本実施の形態１においては、原料自体又はその粉砕物を予め容器３内に供給しておき、その後、含水率の高い原料を容器３内に投入するようにするのが好ましい。

また、本実施の形態１の粉砕物製造装置では、粉砕物の乾燥は、上述したように、粉砕機２の内部においても行われている。また、原料は、気流にのって、容器３、管路７、粉砕機２、管路８を順次通過するため、管路７及び管路８を通過する際においても、気流によって分塊され、これによる乾燥が進行する。このように、本実施の形態１によれば、循環経路において、常に原料の乾燥を図ることができるため、従来の装置では粉砕化が殆ど困難であった含水率の高い材料に対しても、十分な乾燥を行いながら粉砕化を実行できる。また、本実施の形態１における粉砕物製造装置を用いれば、従来の乾燥と粉砕とをバッチ式で行う場合と異なり、搬送作業等は必要なく、更に、乾燥装置の大型化も必要ないため、製造コストの上昇も抑制できる。

また、本実施の形態１において、粉砕及び乾燥の対象となる原料は、特に限定されるものではない。本実施の形態１では、含水率が高く（例えば含水率が７０％以上）、粘着性のある材料であっても良い。本実施の形態１における粉砕物製造装置は、幅広い範囲の原料に対して適用可能である。原料の例としては、有機物質、無機物質、植物由来原料、動物由来原料等が挙げられる。更に、具体的には、原料としては、医薬品、木材、竹材、樹脂、エラストマー類、コラーゲン、ゼラチン、穀物、豆類、野菜、果実、汚泥等が挙げられる。また、供給される原料は、一種類のみであっても良いし、二種類以上であっても良い。

ところで、図１に示すように、加熱空気供給機４から供給される加熱空気の温度をＴ₁［℃］、加熱空気の流量をＶ₁（＝Ｖ₁₁＋Ｖ₁₂）［Ｎｍ³／ｓ］、第１の排出口１２に入って再度粉砕工程に送られる流体の温度をＴ₂［℃］、その流量をＶ₂［Ｎｍ³／ｓ］とする。このとき、容器３の下部における気体の温度Ｔ₃［℃］は、下記式（１）によって近似的に算出することができる。なお、Ｖ₁₁は導入口１１ａを通る加熱空気の流量［Ｎｍ³／ｓ］を示し、Ｖ₁₂は導入口１１ｂを通る加熱空気の流量［Ｎｍ³／ｓ］を示す。また、第２の排出口１３から排出される流体の温度も略Ｔ₂［℃］となる。

（数１）
Ｔ₃＝（Ｔ₁×Ｖ₁＋Ｔ₂×Ｖ₂）／（Ｖ₁＋Ｖ₂）・・・・・（１）
また、加熱空気は、容器３の下部から上部に向けて上昇するにつれて、原料に接触し、低下する。よって、温度Ｔ₃は、第２の排出口１３から排出されるときの原料の温度に影響を与える数値であり、Ｔ₃の値を適切な値に設定することは、原料の品質変化の抑制の点から重要である。このため、本実施の形態１では、Ｔ₃の値が適切な値となるように、Ｔ₁、Ｖ₁、Ｔ₂、Ｖ₂の値が適宜設定される。Ｖ₁は、上述した加熱空気供給機４に設けられたダンパー（図示せず）によって調整できる。Ｖ₂は粉砕機２の羽根車２１（図２参照）の回転数によって簡単に制御できる。Ｔ₁及びＴ₂は空気加熱装置５の温度調整によって調整できる。

以下に、容器３の下部における気体の温度Ｔ₃［℃］について、具体例を挙げて説明する。加熱空気の温度Ｔ₁が２００［℃］、第１の排出口１２に入って再度粉砕工程に送られる流体の温度Ｔ₂が６５［℃］、Ｖ₂とＶ₁との比が２：１である場合について検討する。この場合、粉砕機２が送り出す流体の流量は、加熱空気供給機４が送り出す加熱空気の流量の２倍となる。Ｔ₃は以下の値となる。

Ｔ₃＝（２００×１＋６５×２）／（１＋２）＝１１０℃
このように、加熱空気に大きな熱エネルギーを与えて、それを高温とした場合であっても、原料（粉砕物を含む）が接触する空気の温度は、循環する流体によって低下する。また、実際には、加熱空気に与えられた熱エネルギーは、原料中の水分の気化熱としても消費され、このことによっても、原料が接触する空気の温度は低下する。このため、本実施の形態１によれば、原料の品質変化の抑制を図ることができる。

また、本実施の形態１において、原料が粉砕物製造装置の内部を循環する回数（循環回数）は、特に限定されるものではない。循環回数は、管路７及び８を通る流体の流量と第２の排出口１３を通る流体の流量との比（流量比）や、第２の排出口１３付近の粉砕物の流体に対する割合と第１の排出口１２付近の粉砕物の流体に対する割合との比（粉砕物の割合の比）に応じて変動する。また、循環回数が多くなるほど、粉砕物の大きさは小さくなっていく。

具体的には、上記の流量比が２、粉砕物の割合の比が３である場合は、原料の循環回数は約６となる。なお、流量比や粉砕物の割合の比は、加熱空気の流量、スクリーン２４の微細孔２４ａの大きさ、及び羽根車２１の回転数、原料の投入量等に応じて変動する。また、これらのパラメータを適宜設定し、流量比や粉砕物の割合の比を変えることにより、最終製品段階の粉砕物の大きさを任意の値に設定できる。

ここで、実施の形態１における粉砕物製造装置によって得られた粉砕物について、具体的に説明する。表１は、原料と、実施の形態１における粉砕物製造装置によって得られた粉砕物とを示している。なお、表１において、「生バジル」は、加工していないバジルの葉を示しており、そのサイズは全長と全幅とで表されている（全長×全幅）。酒カスは、プレート状に成形されており、そのサイズは、プレートの一辺の長さと厚み（カッコ内に記載）とで表されている。

上記表１から分かるように、実施の形態１における粉砕物製造装置によれば、含水率が高く、粘着性のある材料であっても、確実に乾燥及び粉砕でき、乾燥した粉末にすることができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における粉砕物製造装置について、図７〜図１２を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態２における粉砕物製造装置の全体構成について図７を用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態２における粉砕物製造装置の全体構成を概略的に示す構成図である。

図７に示すように、本実施の形態２における粉砕物製造装置５０は、容器４０の構造において、実施の形態１における粉砕物製造装置と異なっている。これ以外の点については、本実施の形態２における粉砕物製造装置５０は、実施の形態１における粉砕物製造装置１と同様に構成されている。

容器４０は、図１及び図３に示した容器３と同様に、断面が円形の筒状を呈している。容器４０も、第１の導入口４１、第２の導入口４２ａ〜４２ｃ、第１の排出口４３、及び第２の排出口４４を備えている。但し、本実施の形態２においては、容器４０は、筒の長手方向を水平方向に平行にした状態で設置され、このような水平方向の設置が可能となるように形成されている。

次に、図７に示した容器４０について図８〜図１２を用いて具体的に説明する。図８は、図７に示した容器の構造を具体的に示す断面図である。図９は、図８中の切断線Ｃ−Ｃ’に沿って切断して得られた容器の第１の導入口付近の断面図である。図１０は、図８中の切断線Ｄ−Ｄ’に沿って切断して得られた容器の第２の導入口付近の断面図である。図１１は、図８中の切断線Ｅ−Ｅ’に沿って切断して得られた容器の第１の排出口付近の断面図である。図１２は、図８に示した容器を構成する筒体の一部分を拡大して示す断面図である。

図８に示すように、本実施の形態２の粉砕物製造装置５０においては、原料は、容器４０を横向きに設置したときにその一方側の端部となる部分から、容器４０の内部に供給される。具体的には、容器４０は、第２の排出口４４が設けられた端部と反対側の端部に、原料供給口４５を備えている。

また、第２の排出口４４は、第１の排出口４３よりも容器４０の長手軸（中心軸）に近い位置に設けられている。具体的には、第２の排出口４４は、容器４０を横向きに設置したときにその他方側の端部となる部分の中心に設けられている。これは、本実施の形態２においても、後述のように容器４０の内部で旋回流４８を発生させており、遠心力の影響を受け難い製品段階の粉砕物を効率良く収集するためである。

更に、図８及び図１０に示すように、本実施の形態２においては、加熱空気を導入するための第２の導入口は、容器４０の側面の３箇所に設けられている（第２の導入口４２ａ〜４２ｃ）。なお、第２の導入口の数は、限定されるものではない。

また、本実施の形態２では、図８に示すように、隣接する第２の導入口（４２ａ〜４２ｃ）の間に仕切り板４９が配置される。図８の例では、図中左側ほど、原料（粉砕物を含む）の含水率が高く、これにより加熱空気の温度低下が大きいことから、仕切り板４９の配置によって容器４０内の温度を複数のゾーンに分けて調整している。なお、温度の調整は、第２の導入口４２ａ〜４２ｃそれぞれにおける吹き出し量の調整によって行われている。

また、第２の導入口４２ａ〜４２ｃは、容器４０の内部に導入された加熱空気が容器４０の内壁面に沿って旋回するように、具体的には、加熱空気が容器４０の断面の接線方向に沿って供給されるように形成されている。更に、本実施の形態２では容器４０の内部に、複数の貫通孔４６ａを備えたスクリーン４６が配置されている。図８〜図１２に示す例においては、スクリーン４６は、円筒状を呈しており、容器４０の内壁面の全部と対向している。このようなスクリーン４６の配置により、旋回流４８の旋回性を高めることができる。

図１２に示すように、スクリーン４６は、複数の貫通孔４６ａそれぞれに対応して、複数の整流板４７を備えている。整流板４７は、スクリーン４６で構成された筒の外側から貫通孔４６ａに侵入した全ての気体の流れ方向が、スクリーンの面方向に沿った方向に、即ち、筒の内壁面に沿って旋回する方向に変わるように形成されている。なお、本実施の形態２では、スクリーン４６は金属材料で形成されているため、各整流板４７は、貫通孔４６ａの形成位置にある部分をせん断し、そして塑性変形させることによって得られている。また、貫通孔４６ａの開口形状は、円形、半円形、矩形、楕円形、半楕円形等のいずれであっても良く、特に限定されるものではない。

よって、図１０に示すように、第２の導入口４２ａ〜４２ｃを介して、容器４０の内壁面とスクリーン４６との間に、加熱空気が供給されると、加熱空気は容器４０の内壁面に沿ってスクリーン４６の外側を旋回すると共に、スクリーン４６を通過し、それによって構成されている筒の内部においても旋回する。

また、図９に示すように、第１の導入口４１は、粉砕機２（図７参照）が吐出した流体（粉砕物を含む。）が、スクリーン４６で構成された筒の内部に導かれ、且つ、この流体がこの筒の断面の接線方向に沿って供給されるように形成されている。また、図１１に示すように、第１の排出口４３は、スクリーン４６で構成された筒の内部に連通し、且つ、筒の断面の接線方向（旋回流４８の接線方向）に沿って形成されている。よって、第１の導入口４１から導入された流体も、スクリーン４６で構成された筒の内部で旋回する。

更に、図８に示すように、第１の導入口４１は、原料供給口４５の近くに設けられている。第１の排出口４３は、第２の排出口４４の近く（第１の導入口４１までの距離よりも第２の排出口４４までの距離の方が短くなる位置）に設けられている。従って、粉砕機２を稼動すると、その吸引力により、第１の導入口４１から容器４０の内部に導入された流体は、旋回しながら、容器４０の一方側（図８において左側）からその反対側（図８において右側）へと流れる。

このため、第１の導入口４１から導入された流体は、第２の導入口４２ａ〜４２ｃから導入された加熱空気に合流し、これと共に、スクリーン４６で構成された筒の内壁面に沿って旋回しながら容器４０の一方側から他方側へと進行する旋回流４８を形成する。よって、本実施の形態２においても、原料は旋回流４８の旋回力を受けながら容器内を進行する。また、このときも、実施の形態１と同様に、原料は、旋回流４８によって分塊される。更に、予め、粉砕物が容器４０内に投入されている場合は、実施の形態１で述べた例と同様に、予め投入されている粉砕物と、後から投入した含水率の高い原料との衝突が生じ、乾燥が促進される。

そして、乾燥及び粉砕が十分でない粉砕物ほど、大きな遠心力を受け、第１の排出口４３を通って、再度、粉砕機２に導かれる。一方、乾燥及び粉砕が十分な粉砕物は、旋回流４８の中心付近に存在するため、第２の排出口４４を通って採集装置１４（図１参照）へと導かれる。

なお、本実施の形態２において、含水率が高く、重い原料が容器４０の内部に供給された場合、原料は、原料供給口４５の近くでは、旋回流４８に乗り切れないため、図９に示すように、容器４０の中心軸よりも底部側で楕円形や半円形の軌道５１を描きながら流動する。但し、この重い材料は、加熱空気との接触により、徐々に分塊されて乾燥され、軽くなる。よって、容器４０の中央付近では、原料の軌道５１は円形に近づき（図１０参照）、更に、第１の排出口４３近くでは略円形となる（図１１参照）。

以上のように、本実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、乾燥装置を大型化することなく、粉砕物に対して十分な乾燥を行うことができる。また、本実施の形態２においても、従来に比べて、エネルギー効率の向上も図られる。更に、本実施の形態２においても、粉砕及び乾燥の対象となる原料は、特に限定されるものではない。

また、本実施の形態２は、乾燥用の容器を横置きしているため、粉砕物を含む原料の移動方向は水平方向となる。このため、本実施の形態２は、実施の形態１で用いられる材料よりも更に含水率が高く、質量の大きい材料を用いる場合に適している。

また、本実施の形態２において、容器４０は、図７〜図１２に示した例に限定されるものではない。例えば、スクリーン４６は、円筒状を呈している必要はなく、断面が円弧状のプレートであっても良い。また、本実施の形態２においては、スクリーン４６は、全長に渡って複数の貫通孔４６ａを備えているが、これに限定されるものではない。貫通孔４６ａがスクリーン４６の一部分にのみ設けられた態様であっても良い。

図１３は、本実施の形態２において用いることができる容器の他の例を示す断面図である。図１３の例では、スクリーン４６は筒状に形成されておらず、ハーフパイプ状に形成されている。但し、図１３の例においても、スクリーン４６は、図１２に示した断面構造を備えている。つまり、スクリーン４６は、貫通孔４６ａとそれに対応する整流板４７（図１２参照）とを備えている。よって、図１３に示すように、スクリーン４６に向けて加熱空気を供給すると、この場合も、旋回流４８が発生することになる。このように、本実施の形態２においては、スクリーン４６の形状は、特に限定されるものではない。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における粉砕物製造装置について、図１４及び図１５を参照しながら説明する。図１４は、本発明の実施の形態３における粉砕物製造装置で用いられる容器の具体的構成を示す断面図である。図１５は、図１４中に示されたプレート部材を示す図であり、図１５（ａ）は斜視図、図１５（ｂ）は上面図である。

図１４に示すように、本実施の形態３における粉砕物製造装置は、容器３の内部構造の点で、実施の形態１における粉砕物製造装置と異なっている。容器３の内部構造以外の点については、本実施の形態３における粉砕物製造装置は、実施の形態１における粉砕物製造装置と同様に構成されている。本実施の形態３においても、容器３は、実施の形態１と同様に、縦置きされる。以下に、相違点について具体的に説明する。

図１４に示すように、容器３の内部には、プレート部材３６が配置されている。プレート部材３６は、実施の形態１において図６に示したプレート部材３０と同様に、容器３の内部の第２の導入口１１ａの上方に、容器３の内部を塞ぐようにして、設置されている。

但し、本実施の形態３においては、図１４及び図１５（ａ）に示すようにプレート部材３６は、プレート部材３０とは異なり、中央部分に、上方に向かって突き出した突起部３７を備えている。また、プレート部材３６は、突起部３７の周辺部分に、複数の貫通孔３８を備えている。

突起部３７は、先端が円錐状を呈し、且つ、突き出し方向に垂直な断面の外形が円形状となるように形成されている。図１４及び図１５の例では、突起部３７は、円錐状の部分（先端部分）３７ａと円柱状の部分（胴体部分）３７ｂとで構成されている。プレート部材３６が容器３の内部に設置されると、図１５（ｂ）に示すように、突起部３７と容器３の内壁面３ａとによって、環状の流路３９が形成される。

よって、本実施の形態３では、第１の導入口１０から容器内部に導入された流体と、第２の導入口１１ａ及び１１ｂから導入された加熱空気とは、合流しながら、先ず、流路３９に沿って進行する。この結果、本実施の形態３によれば、実施の形態１に比べて、旋回流３５の発生が容易なものとなる。旋回流３５の発生により、重い粉砕物は、容器３の内壁面３ａ近くを旋回し、軽い粉砕物は容器３の中心近くを旋回する。

また、本実施の形態３においても、実施の形態１において説明したように、上昇できない重い原料は、プレート部材３６の上や、その近くで上昇することなく流動する。そして、開口部３８を通過した加熱空気の一部が、この上昇できない重い材料に衝突し、これを分塊及び乾燥させる。プレート部材３６を配置した場合も、それを配置していない場合に比べて、乾燥効率の向上を図ることができる。また、プレート部材３６を配置することにより、一部の原料が、加熱空気との接触が少ないために、容器３の隅に付着してしまうのも抑制される。

プレート部材３６も、プレート部材３０と同様に、クロス状のステー３４（図１４において図示せず）によって設置されている。ステー３４は、内壁面３ａに取り付けられている。また、プレート部材３６も、設置されたときに、その上面と内壁面３ａとの間に原料が堆積・付着しないようにするため、その外縁と内壁面３ａとの間に隙間が生じるように形成されている。

また、図１４に示すように、本実施の形態３においては、更に、容器３の内部における、第２の排出口１３とプレート部材３６との間の位置に、容器３の内壁面３ａに沿って環状の部材５２が設けられている。第１の排出口１２は、環状の部材５２の下方に設けられている。

本実施の形態３では、容器３の内壁面３ａの近くを旋回する重い粉砕物は、環状の部材５２によって、それより上方へは上昇できず、そこで旋回しながら、効率良く、第１の排出口１２へと送られることとなる。一方、軽い粉砕物は、環状の部材５２の中央の開口部５３を通過し、その後、第２の排出口１３を介して外部に排出される。

このように、本実施の形態３における粉砕物製造装置によれば、製品段階に至っていない粉砕物を確実に粉砕機へと送ることができ、製品段階に至った粉砕物のみを取り出す機能（分級機能）の向上が図られる。また、図１４の例では、環状の部材５２は、ファンネル状に形成され、下方側に、中央に向って下降する傾斜面５４を備えている。これは、製品段階に達していない粉砕物を第１の排出口１２に導き易くするためである。なお、本実施の形態３では、環状の部材５２は、傾斜面５４を備えていない形状、例えば、環状の板部材であっても良い。

また、本実施の形態３において、貫通孔３８から吐出される加熱空気の速度は、１５ｍ／ｓ以上が好ましく、２５ｍ／ｓ〜４０ｍ／ｓが特に好ましい。この場合は、上方へと向かう加熱空気の速度（吹き上げ速度）が高まり、重い原料の上昇が容易なものとなる。また、突起部３７は、図１４及び図１５の例に限定されず、円錐状の部分のみで形成されていても良い。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４における粉砕物製造装置について、図１６を参照しながら説明する。図１６は、本発明の実施の形態４における粉砕物製造装置の全体構成を概略的に示す構成図である。

本実施の形態４における粉砕物製造装置６０は、容器６１の構造及び容器６１と粉砕機２との接続構造の点で、実施の形態１における粉砕物製造装置１と異なっている。これらの点以外については、本実施の形態４における粉砕物製造装置６０は、実施の形態１における粉砕物製造装置１と同様に構成されている。以下に、具体的に説明する。

図１６に示すように、本実施の形態４においても、容器６１は、実施の形態１で用いられる容器３と同様に、円筒状を呈し、縦置きされている。また、第２の排出口１３は、容器３と同様に、容器６１が設置されたときにその最上部となる部分に設けられている。粉砕物を製造するための原料は、原料供給機９によって、容器下部に近い位置で、容器６１内に直接供給されている。

更に、加熱空気を供給するための第２の導入口は、容器３と同様に、容器６１が設置されたときに容器６１の最下部となる部分と、容器６１の側面との２箇所に設けられている（第２の導入口１１ａ及び１１ｂ）。また、容器６１は、実施の形態３で用いられた容器３と同様に、容器６１内部の下方に配置されたプレート部材３６と、その上方に配置された環状の部材５２とを備えている。

但し、実施の形態１及び３では、第１の導入口１０は第１の排出口１２の下方に配置されていたが、本実施の形態４では、第１の導入口１０は第１の排出口１２の上方に配置されている。図１６に示すように、本実施の形態４では、第１の排出口１２は、プレート部材３６と環状の部材５２との間に設けられている。第１の導入口１０は、第１の排出口１２の上方であって、第２の排出口１３と環状の部材５２との間に設けられている。

また、容器６１の内部には、第２の排出口１３に連通し、且つ、下方へと延びる吸引管６２が設けられている。吸引管６２の先端は、環状の部材５２の開口部５３との間に空間が生まれる程度に設定されている。なお、第１の導入口１０及び第１の排出口１２は、共に、容器６１の断面の接線方向に沿って形成されている（図４及び図５参照）。

ここで、容器６１内部において、環状の部材５２より上にある空間をＸ、下にある空間をＹとする。容器６１の構成によれば、空間Ｙでは、実施の形態１及び３の場合と同様に、第２の導入口１１ａ及び１１ｂから供給された加熱空気により、旋回しながら上昇する旋回流３５が発生する。よって、供給された原料のうち、比較的軽いものは、旋回流３５によって上昇し、やがて、第１の排出口１２を介して、粉砕機２へと送られる。

一方、空間Ｘでは、容器６１の内壁面６１ａと吸引管６２の外面との間に形成された環状の流路と、容器６１の上部に設けられた第１の導入口１０とにより、旋回しながら下降する旋回流６３が発生する。そして、旋回流６３によって旋回している粉砕物のうち、製品段階に至った軽い粉砕物は、吸引管６２の先端の開口から吸い込まれ、第２の排出口１３を介して外部へと排出される。これに対し、重い粉砕物は、環状の部材５２の開口部５３から再び空間Ｙへと送られ、再度、第１の排出口１２を介して、粉砕機２へと送られる。本実施の形態４によれば、確実に、製品段階に至った粉砕物を取り出すことができ、実施の形態１〜３の場合よりも分級機能の向上が図られる。

また、本実施の形態４では、上方の空間Ｘで下降気流が発生しているため、空間Ｘと空間Ｙとの間で温度差が大きくなり、空間Ｙの温度は高温となる。よって、原料供給機９から供給された原料は、プレート部材３６の上方で分塊・乾燥されて、環状の部材５２のところまで上昇できるようになるまでの間、実施の形態１〜３の場合よりも高温に曝されることとなる。

このため、本実施の形態４における粉砕物製造装置は、特に、原料に対して高温処理が必要な場合、例えば、生原料に対して殺菌を行う必要がある場合や、原料に付着している農薬等の薬品を熱によって分解する必要がある場合に有効となる。

また、本実施の形態４における粉砕物製造装置は、図１７に示す態様とすることもできる。図１７は、本発明の実施の形態４における粉砕物製造装置の他の例の全体構成を概略的に示す構成図である。図１７の例では、環状の部材５２の開口部５３に、それと連通し、且つ、下方に延びるノズル５５が設けられている。ノズル５５は、その先端がプレート部材３６の突起部の上方に位置するように形成されている。

図１７の例によれば、空間Ｙにおける旋回流３５の旋回性を高めることができ、原料供給機９から新たに投入された原料（未だ粉砕機２へと送られていない原料）と、粉砕物との混合を促進することができる。具体的には、この混合、実施の形態１で述べたように、粉砕物と新たに投入された原料との衝突が更に促進され、そして固体間水分移動が盛んになるため、よりいっそう効率の良い乾燥が行われることとなる。

（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５における粉砕物製造装置について、図１８を参照しながら説明する。図１８は、本発明の実施の形態５における粉砕物製造装置の全体構成を概略的に示す構成図である。

図１８に示すように、本実施の形態５では、容器７１は、図１６に示した容器６１において、環状の部材５２の下方の空間Ｙに対応する位置に、第３の導入口７６と第３の排出口７５とを新たに備えている。第３の導入口７６と第３の排出口７５も容器７１の内部に連通している。

本実施の形態５における粉砕物製造装置７０は、粉砕機２に加えて、粉砕機７２も備えている。粉砕機７２は、粉砕機２と同様に、スクリーン２４とケーシング２０とを備えている。ケーシング２０には、吸引口２２と吐出口２３とが設けられている。粉砕機７２の吸引口２２は、管路７３を介して、第３の排出口７５に接続されている。粉砕機７２の吐出口２３は、管路７４を介して、第３の導入口７６に接続されている。

ところで、第３の排出口７５は、第１の排出口１２の下方に設けられている。また、第３の導入口７６は、第３の排出口７５の下方に設けられている。具体的には、第３の導入口７６は、図１に示した容器３の第１の導入口１０と同様の位置であって、プレート部材３６の突起部３７（図１５参照）の側面に対向する位置に設けられている。

また、本実施の形態５において、容器７１の第１の排出口１２よりも下方の部分は、実施の形態１及び３と同様に構成されている。従って、粉砕機７２と加熱空気供給機４とのみを稼動させた場合であっても、実施の形態１及び３と同様に、原料を効率良く粉砕することができる。

しかしながら、本実施の形態５では、粉砕機７２によって粉砕され、十分に小さくなった粉砕物は、更に、粉砕機２へと向かう。そして、この粉砕物は、粉砕機２によって更に粉砕され、その後、吸引管６２に吸い込まれるまで、空間Ｘ及び粉砕機２で構成された循環路を循環することになる。

このように、本実施の形態５における粉砕物製造装置は、２段階の粉砕を行うことができるため、本実施の形態５では、実施の形態１〜４よりも更に細かな粉砕物が製造される。本実施の形態５は、粉砕物の粒径をできる限り小さくしたい場合に有効である。

また、粉砕機７２と粉砕機２とで、スクリーン２４の微細孔２４ａ（図２（ｃ）参照）の大きさを変えることもできる。例えば、粉砕機７２における微細孔２４ａは、粉砕機２における微細孔２４ａよりも大きくすることができる。この場合、粉砕機７２における送風量を増加させることができる。なお、上述した構成以外については、本実施の形態５における粉砕物製造装置は、実施の形態１及び３における粉砕物製造装置と同様に構成されている。

上述した実施の形態１及び２においては、必要に応じて、容器から排出された粉砕物を更に粉砕して細かくするため、容器と採集装置との間（図１の例ならば第２の排出口１３と採集装置１４とを結ぶ流路）に、更なる粉砕機を配置することもできる。

また、本実施の形態１〜５は、循環路や容器の内部に、高温の蒸気や、不活性ガス（窒素ガス等）が供給されている態様とすることもできる。この態様によれば、原料（粉砕物を含む）が酸素に接触して、酸化してしまうのを抑制することができる。また、原料に菌が付着している場合においては、殺菌処理されたこととなる。

本発明の粉砕物製造装置によれば、含水率が高く、粘着性のある材料を原料として用いた場合であっても、製造コストの抑制を図りつつ、且つ、原料に対して十分な乾燥を行って粉砕物を製造できる。よって、本発明の粉砕物製造装置は、産業上の利用可能性を有するものである。

Claims (12)

1. 粉末製造装置を用いて水分を含有する原料から乾燥粉末を製造する方法であって、
   前記粉末製造装置は、粉砕機能及び送風機能を有する粉砕機と容器と加熱空気を供給する加熱空気供給機とを含み、前記粉砕機の吸引口及び吐出口と前記容器の第１の排出口及び導入口とはそれぞれ管路によって接続されて流体が循環し得る循環系が形成されており、
   前記循環系内に加熱空気を導入し、前記粉砕機の送風機能により循環気流を形成し、かつ、前記容器内に加熱空気の旋回流を形成すること、
   水分を含有する前記原料を前記循環系に導入し、前記循環系内の乾燥状態が進んだ前記原料及び／又はその粉砕物と混合して混合物とすること、
   前記混合物を前記循環気流とともに前記循環系に循環させ粉砕し、乾燥すること、
   前記容器内において前記混合物が旋回によって受ける遠心力の差により、前記容器内の中心側を旋回する所定の大きさの乾燥した粉末を第２の排出口から回収し、かつ、前記容器の内壁面側を旋回するその他の前記混合物を前記第１の排出口から前記循環系に循環させることで分級すること、及び、
   前記その他の混合物を前記循環系に循環させ繰り返し粉砕し乾燥することを含む、乾燥粉末の製造方法。
2. 前記水分を含有する原料が、植物由来原料及び／又は動物由来原料である、請求項１に記載の乾燥粉末の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の乾燥粉末の製造方法に使用する粉末製造装置であって、
   原料を粉砕する機能及び送風機能を有する粉砕機と、容器と、前記容器内に加熱された空気を供給する加熱空気供給機とを備え、
   前記容器は、その内部と連通する、第１の導入口及び第２の導入口と第１の排出口及び第２の排出口とを備え、
   前記加熱空気供給機は、前記第２の導入口を介して、前記容器内に前記空気を供給し、
   前記粉砕機の前記送風機能によって、吸引口から流体と共に前記原料を吸引し、且つ、粉砕した前記原料を前記流体と共に吐出口から送り出し、
   前記容器の前記第１の導入口と前記粉砕機の前記吐出口、及び前記容器の前記第１の排出口と前記粉砕機の前記吸引口は、それぞれ管路によって接続されていることを特徴とする粉末製造装置。
4. 前記粉砕機が、吸引口と吐出口とが設けられたケーシングと、前記ケーシング内に配置された羽根車と、スクリーンとを備え、前記羽根車は、前記吸引口から流体を吸引して前記吐出口へと送り出す請求項３に記載の粉末製造装置。
5. 前記容器が、筒状を呈し、且つ、筒の長手方向を鉛直方向に平行にした状態での設置が可能となるように形成され、
   前記容器が前記筒の長手方向を鉛直方向に平行にした状態で設置されたときに、
   前記第２の排出口が、前記第１の排出口の上方に設けられ、
   前記第２の導入口が、前記空気が下方から上方へと前記容器の内部を流れるように設けられ、
   前記第１の導入口が、それから前記容器の内部に導入された前記流体が前記容器の内壁面に沿って旋回するように設けられ、
   前記第１の排出口が、旋回する前記流体の接線方向に沿って設けられている請求項３又は４に記載の粉末製造装置。
6. 前記容器の内部の前記第２の導入口の上方に、前記容器の内部を塞ぐようにしてプレート部材が配置され、
   前記プレート部材は、中心に開口部が設けられ、且つ、前記開口部の周辺に複数の貫通孔が設けられた本体部材と、前記開口部の上方に配置され、且つ、前記開口部を通過した前記空気を前記容器の内壁面に向かわせる整流部材とを備えている請求項５に記載の粉末製造装置。
7. 前記容器の内部の前記第２の導入口の上方に、前記容器の内部を塞ぐようにしてプレート部材が配置され、
   前記プレート部材は、中央部分に設けられ、且つ、上方に向かって突き出した突起部と、前記突起部の周辺部分に設けられた複数の貫通孔とを備え、
   前記突起部は、先端が円錐状となり、且つ、突き出し方向に垂直な断面の外形が円形状となるように形成されている請求項５に記載の粉末製造装置。
8. 前記第２の排出口が、前記容器の最上部に設けられ、
   前記第２の排出口と前記プレート部材との間の位置に、前記容器の内壁面に沿って環状の部材が設けられ、
   前記第１の排出口が、前記環状の部材の下方に設けられている請求項７に記載の粉末製造装置。
9. 前記第２の排出口が、前記容器の最上部に設けられ、
   前記容器の内部に、前記第２の排出口に連通し、且つ、下方へと延びる吸引管が設けられ、
   前記第２の排出口と前記プレート部材との間の位置に、前記容器の内壁面に沿って環状の部材が設けられ、
   前記第１の排出口が、前記プレート部材と前記環状の部材との間に設けられ、
   前記第１の導入口が、前記第１の排出口の上方であって、前記第２の排出口と前記環状の部材との間に設けられている請求項８に記載の粉末製造装置。
10. 前記粉砕機とは別の第２の粉砕機が備えられ、
    前記容器が、更に、前記環状の部材の下方に、第３の導入口及び第３の排出口を備え、
    前記容器の前記第３の導入口と前記第２の粉砕機の前記吐出口、及び前記容器の前記第３の排出口と前記第２の粉砕機の前記吸引口は、それぞれ管路によって接続され、
    前記第３の排出口は、前記第１の排出口の下方に設けられ、
    前記第３の導入口は、前記第３の排出口の下方であって、前記プレート部材の突起部の側面に対向する位置に設けられている請求項９に記載の粉末製造装置。
11. 前記容器が、筒状を呈し、且つ、筒の長手方向を水平方向に平行にした状態での設置が可能となるように形成され、
    前記原料は、前記容器が筒の長手方向を水平方向に平行にした状態で設置されたときに前記容器の一方側の端部となる部分から、前記容器の内部に供給され、
    前記第２の排出口が、前記第１の排出口よりも前記容器の中心軸に近い位置に設けられ、
    前記第１の導入口が、それから前記容器の内部に導入された前記流体が前記容器の内壁面に沿って旋回するように設けられ、
    前記第１の排出口が、旋回する前記流体の接線方向に沿って設けられている請求項３に記載の粉末製造装置。
12. 前記容器の内部に、前記容器の内壁面の全部又は一部と対向するように、複数の貫通孔を備えた第２のスクリーンが配置され、
    前記第２のスクリーンは、前記複数の貫通孔毎に、前記複数の貫通孔を通過した気体の流れ方向を前記第２のスクリーンの面方向に沿った方向に変える整流板を備え、
    前記第２の導入口は、前記容器の内壁面と前記第２のスクリーンとの間に前記空気が供給されるように、前記容器の側面に形成されている請求項１１に記載の粉末製造装置。

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