JP4505220B2 - ホモジナイザー - Google Patents

Description

本発明は、均質化される生成物、特に、乳製品を含む食料品を加工処理するためのホモジナイザー、特に、底部を有し、閉じられるタンクと、この底部に配置され、穿孔部を有し、好ましくは変位可能な円形のミキサーリングであって、このリングの穿孔部は、ホール並びに／もしくはスロットとして形成されたフロー用オリフィスであり、このリングの壁は、前記タンクの壁から所定の距離を置いたところに位置されているリングと、タンクの中に延びた回転シャフトとから成り、以下にホモナイジングミキサーと呼ばれる、ミキサータイプのホモジナイザーとに関する。

回転シャフトは、穿孔部を有するミキサーリングと同軸状にあり、穿孔部を有するミキサーリングの内径よりも僅かに小さな直径を有したカバープレートを支持するためにハブを取り付けるための部分を有し、かくして、カバープレートのエッジは、穿孔部を有するミキサーリング内で径方向に配置されている。カバープレートは、周方向に離間された開口部と、複数の、周方向に離間され、シャフトによって径方向外方に方向付けられ、これの下側に固定された回転可能なパドルブレードとを有する。前記パドルべインには、穿孔部を有するミキサーリングの壁及びタンクの底部との間に間隙が設けられている。

処理される媒体（以下処理媒体と呼ぶ、この場合は流体）が遠心機のタンクの中に入れられ、遠心機のかなりの速度で回転するふるいからこのふるいの小孔もしくは狭いスロットとを通って放出され、かくして、例えば牛乳中の脂肪の小球がもっと小さい脂肪の小球となるように粉砕されるような、ホモジナイジングミキサーとして設けられる遠心機が、公知である。食料品の場合、流体は、通常は他の装置で更に処理される必要がある。牛乳の場合は、例えば、パッキングされる前に低温殺菌されなくてはならない。遠心機の１つの機能のみが、同時に果され、また、遠心機の中は、第１の間違って選択されたふるいの代わりに異なるサイズのふるいを配置するために、空にされなくてはならない。

デンマーク特許No.１２８、５９７号は、パドルブレードを支持する回転可能な部分が、ミキサーリングを支持する静止した部分に対して軸方向に変位可能である、公知の技術のホモジナイジングミキサーを開示している。この装置の欠点は、かなりの高速度、毎秒１５７０〜２１００radが必要な点であり、この速度は、遠心機ポンプ配置と、ステ―タ部分の穿孔されたリング近くのローター部分の更なるミキサーリングとを使用することによって、毎秒２８０rad程度まで減じられ得る。他の欠点は、ミキサーリングの穿孔のサイズが大きくされなくてはならず、装置が停止され、空にされる必要があり、ミキサーリングが交換されなくてはならず、装置が洗浄、補充及び再起動されなくてはならない点である。

本発明の目的は、使用が公知の装置よりも単純で、食料品を均質化するための公知の装置よりも食料品の加工処理においてより多くの機能を果すことができ、例えば、別々の均質化であるか組合わせた均質化であるかは別として、ホモジナイジングミキサーを次の機能のために再アレンジする間に食料品を他のタンクに動かす必要もなく、ホモジナイジングミキサーの実施形態で、食料品が、例えば、１タンク及び同様のタンク内で求められているように、混合され、低温殺菌され、乳状にされ、分散され、脱臭され、通風され得るホモジナイジングミキサーを提供することである。更に、ホモジナイジングミキサーの１つの機能から次の他の機能もしくは複数の機能のうち１つの機能の調節への切替えは、大抵の場合、ホモジナイジングミキサーローターの回転を邪魔せずに行われ得る。

これは、本発明に係って、穿孔部を有するミキサーリングが、フローもしくはふるいのオリフィスの第１のセットを備えたミキサーリングの第１部分が、パドルブレードに対向して径方向に配置される位置から、ホール並びに／もしくはスロットとして形成されたフロー用の孔の他のセットを備えたミキサーリングの他の部分が、もしくは、ミキサーリングの一部分が、パドルブレードに対向して径方向に配置される少なくとも１つの他の位置まで変位するように、パドルブレードが回転する間に軸方向に変位可能なように配置されていることによって特徴付けられる、上述された種類のホモジナイジングミキサーによって果される。

かくして、１）本発明ではパドルブレードに対向するように位置されるミキサーリングのフローオリフィスのセットが、例えば孔が非常に小さく均質化が非常に効果になる場合に、他のより大きな孔のセットと交換されるか、ミキサーを空にしなくともパドルブレードからの排出部に対向する障害物を全くなくし得ることと、２）パドルブレードが、例えば液状／液状もしくは粉状／液状の食料品に、均質化されるべき可能な他の添加剤を加えて、ミキサーリングで囲まれたチャンバ内で回転させることと、３）かくして得られた遠心力が生成物を、チャンバを通り、ミキサーリングのオリフィスから出るようにさせ、更に生成物がカバープレートの開口部を通るようにさせ、再循環させる。かくして、食料品は、数分間で効果的に混合及び加工処理され、また、かなり大量の乾燥固形物の内容物を有する混合物の場合は、小さな、もしくは大きな負荷で行われる。前述されたように、食料品は、生成物が、夫々別々に、もしくは、同じタンク内で必要に応じて組合わせられて、混合され、低温殺菌され、均質化され、分散され、乳状にされ、脱臭されるという有効な状況のうちの１つの状況を有し得る。

ホモジナイザー、特に、本発明に係るホモジナイジングミキサーを、添付図面を参照して以下に説明する。

図１は、ホモジナイジングミキサーの異なる部材とこれらの機能とを示す。

タンク１の一部であり、ミキサーリング３を支持した底部２が、タンク１のための溶接可能な底部フランジを有し得ることが明らかである。

タンク１は、滑動バルブ１６と、タンク１が空にされているときにタンク１に供給され得る例えば粉ミルクなどの乾物のためのサプライホッパー１４とを備えたサプライライン１５と、蒸気を供給するためのばね式チェックバルブ１８を備えたサプライライン１７と、タンク１を囲む隔離ジャケット１１とタンクの外壁との間のスペース１３の中に提供される冷却物質もしくは加熱物質のためのサプライライン１２とに接続され得る。

ミキサーリング３は、本明細書では、３ｍｍを超えない幅及び直径を有する長円形もしくは円形の複数の穿孔部４を備えたふるいとして形成されている。これら穿孔部は、ホール並びに／もしくはスロット（４）として形成されたフロー用の孔である。

回転シャフト５は、タンク１の底部２を貫通して、ミキサーリング３の上エッジの上方に向かって延びている。その上方では、ローターが、これのハブ６を介してシャフトに固定されている。ハブは、また、インデューサも支持している。インデューサは、本明細書では、ターボブレード７と、ブレード７の下エッジに取着されたカバープレート８と、ターボブレード７の下でミキサーリング３内のスペースに至るように配置された開口部９とを備えたターボホイールとして示されている。

回転方向において均等に離間され、径方向に延びている複数のブレード１０が、カバープレート８の下側に固定されている。ブレード１０は、ミキサーリングのチャンバ内の処理媒体を回転させて、媒体がミキサーリング３の穿孔部４を通って流れるように強いる強力な遠心力を発生させる。

示された矢印は、均質化及び混合作業の間に発生される処理媒体の流れを説明している。タンク内の流体及び可能な添加剤は、ターボブレード７によって上方から下方へと、カバープレート８の開口部９を通ってミキサーリング３内のチャンバの中へ、更に、ブレード１０の中へと吸込まれた後、ミキサーリングの穿孔部４から出て、タンク１の中を上方に流れ、再び循環される。

図２に示された詳細は、双頭矢印で、いかにして、穿孔部を有するミキサーリング３を支持する互いに平行な昇降ロッド１９のセットの軸方向での変位によって、ハブ６によって支持されたローターのパドルブレードホイールの排出レベルに径方向に対向するようにミキサーリングの所定の部分３．１、３．２もしくは３．３を位置付けし、このため、これからの完全にもしくは部分的に妨げられていない自由な排出を得ることができるかを、説明している。かくして、ホモジナイジングミキサーの機能は、例えば、ミキサーリング３の軸方向の変位によって、ホモジナイジングミキサーがこれのパドルブレードの回転を停止する必要もなく、十分な混合能力が果されるように切替えられ得る。示された部分３．３がパドルブレードの排出レベルより上の図示されていない位置に変位されると、パドルブレードホイールの供給側（side）に配置された処理媒体が全体的もしくは部分的にブレードホイールを回ってこれの出口から出るように、これを全体もしくは部分的にガイドすることが可能になり、これによって、例えば、均質化を中間的に弱化させるか、処理媒体を加熱できる。

穿孔部を有するミキサーリング３は、図２及び３のこれの第２の位置では、パドルブレード１０に対向するフロー用孔４の他のセットを備えた部分３．２もしくは３．１を有し、図４の第３の位置では、これの全体的もしくは部分的に自由な排出のためにパドルブレード１０に径方向に対向する排出部を完全もしくは部分的に露出するための第３の部分３．３を有することによって、こうした３つの部分を有するミキサーリング３の軸方向の変位により、強力な均質化か、弱い均質化のいずれかのための任意の変位と、もしくは、十分もしくは部分的に十分な混合とが可能にされる。

本装置は、加工処理中に、空にしたり停止させたりする必要がない。第３の部分３．３が、パドルブレード１０のレベルより上の位置（図示されていない）に変位されると、上述したように、全体的もしくは部分的な、パドルブレードホイールの供給側に配置された処理媒体が、パドルブレードホイールのパドルブレード１０を全体的もしくは部分的に通り過ぎるようにさせることが可能になる。

穿孔部を有するミキサーリング３が、図示されない他のミキサーリングに対してこれの周方向で変位可能なように、また、間に径方向の小さな間隙を有するように配置され、静止し、他のミキサーリングと同軸に配置されている場合、例えばゼロなどの小さな値からミキサーリングの部分の最大のオリフィスのサイズ、即ちふるいのサイズなどの最大値まで、単純な方法でフロー用孔４の間隙を変えることが可能である。

ミキサーリング３が少なくとも２０ｃｍ、好ましくは２５ｃｍ、好ましくは２０〜６０ｃｍの範囲内の直径を有する場合、適度な速度、例えば２５００rpmで均質化が成され得る。

好ましい実施形態では、ローターもしくはパドルブレードホイールの回転速度は最速で２５７８r.p.mであり、ミキサーリング３の直径を可能な範囲で最も低い所望の速度に適応させることによって、過度の熱を発生させなくとも、最適な均質化が得られる。

ミキサーリング３の部分３．３（ミキサーパドルブレード１０からの排出部を全体もしくは部分的に露出し得る）は、好ましくは、排出開口部を囲み、鋸歯状もしくはシヌソイド状の上エッジを有し、幅が、好ましくは、ミキサーリング３の他の部分の１つのフロー用孔４の周囲のベルトの幅と一致する図示されない壁として形成されている。かくして、上エッジがミキサー内のパドルブレードホイールより高いところに位置されている場合、均質化並びに／もしくは混合作業の間に、制御された方法で、全体的もしくは部分的な、パドルブレードの供給側の処理媒体が、上述されたようにハブ６のパドルブレードホイールもしくはターボホイールを全体的もしくは部分的に通り過ぎるようにさせることが可能である。

ローターを備えたハブ６は、好ましくは、カバープレート８より上に位置されたインデューサを支持している。インデューサは、プロペラ並びに／もしくはターボ機構として形成され、回転時に、液体がカバープレート８の開口部９を通って流れて、ミキサーリング３によって囲まれたチャンバの中に入り、パドルブレード１０に径方向に対向するように配置されたミキサーリングの部分３．１、３．２、３．３を通って出るように強いるように配置されている。かくして、均質化の程度が変わらないことによって、ミキサーパドルブレード１０のための回転速度を更に減じることが可能である。

カバープレート８は、好ましくは、ターボブレード７を備えたターボホイールの形のインデューサとして形成されている。タンク１の底部２に面したターボブレードのエッジは、カバープレート８の上側と、これの開口部内のエッジに沿って固定されている。かくして、インデューサの特に単純な実施形態が果される。

ミキサーは、例えばチーズの塊、ヨーグルト、アイスクリームミックス、ソフト・クリーム（softice）のような乳製品や、乳児食などの食料品をも加工処理できる。更に、デザート、マーマレード、マヨネーズ、マスタード、ソフトドリンクや、また、化粧品の分野だけでなく化学及び医薬品のためのクリームや軟膏なども加工処理できる。

かくして、ホモジナイザーは、通常は任意の作業停止さえ必要なく、多くの機能を、別々に、もしくは、組合わせて果すことができ、いずれにしても単純な構造を有する。

ただ１つの穿孔部を有するミキサーリング部分が側面から見られる状態の、ホモジナイジングミキサーの下部と穿孔部を有するミキサーリングとの軸方向の部分を示す。 タンクの底部とミキサーのローターとを通る軸方向の部分を詳しく示し、これのパドルブレードホイールの出口は、より多くの、ここでは３つのミキサーリング部分を備えた軸方向に変位可能な穿孔部を有するミキサーリングの中間位置の中に吐出し得る。 下位置にある図２の物品を示す。 上位置にある図２の物品を示す。

Claims (9)

1. 周壁と底部（２）を有し、閉じられるタンク（１）と、
   このタンクの底部に配置され、穿孔部を有し、円筒状の周壁を有し、前記穿孔部は、ホール並びに／もしくはスロット（４）として形成されたフロー用の孔であり、前記円筒状の周壁は前記タンク（１）の周壁から所定の距離を置いたところに位置されている、ミキサーリング（３）と、
   前記タンク（１）の中に延び、前記穿孔部を有するミキサーリング（３）と同軸上にあり、ハブ（６）を介してロータに固定され、インデューサを支持している回転シャフト（５）とを具備し、
   前記インデューサは、ターボブレード（７）と、このターボブレードに取着されたカバープレート（８）とを有し、
   このカバープレートは、前記ミキサーリング（３）の内径よりも小さな直径を有し、この結果、前記カバープレート（８）のエッジは、前記ミキサーリング（３）内で径方向に配置されており、
   このカバープレートは、周方向に互いに離間して配設された複数の開口部（９）と、周方向に離間され、径方向外方に方向付けられ、カバープレートの下側に固定された回転可能な複数のパドルブレード（１０）とを有し、
   夫々のパドルブレード（１０）は、前記シャフトと共に回転し、ミキサーリング（３）の周壁とタンク（１）の底部との間に夫々間隙が設けられており、
   前記ミキサーリング（３）は、パドルブレード（１０）の回転中に、このパドルブレード（１０）とは独立して少なくとも第１の位置に軸方向に変位可能であり、
   前記第１の位置は、ミキサーリングの第１の部分（３．１）が、前記パドルブレード（１０）に径方向に対向して配置されるような位置である、ことを特徴とするミキサータイプの、均質化される生成物を加工処理するためのホモジナイザー。
2. 前記ミキサーリング（３）は、第３の部分（３．３）を有し、この第３の部分は、生成物の処理媒体が前記カバープレートの複数の開口部（９）を全体的もしくは部分的に通るように、前記カバープレートの複数の開口部（９）を全体的にもしくは部分的に露出することを特徴とする請求項１のホモジナイザー。
3. 前記ミキサーリング（３）は、パドルブレード（１０）の回転中に、このパドルブレード（１０）とは独立して第２の位置並びに第３の位置に軸方向に変位可能であり、このミキサーリング（３）は、第２の位置で、前記カバープレートの複数の開口部（９）がフロー用の孔（４）の第２のセットがパドルブレード（１０）に対向する第２の部分（３．２）を有し、また、第３の位置で、前記カバープレートの複数の開口部（９）がフロー用の孔（４）の第３のセットがパドルブレード（１０）に対向する第３の部分（３．３）を有することを特徴とする請求項１もしくは２のホモジナイザー。
4. 前記ミキサーリング（３）は、これと同軸的に設けられた静止した他のミキサーリングに対して周方向に変位可能なように、他のミキサーリングと径方向で離間されていることを特徴とする請求項１、２もしくは３のホモジナイザー。
5. 前記ミキサーリング（３）は、少なくとも２０ｃｍの直径を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１のホモジナイザー。
6. 前記ロータの回転速度は、２５７８rpm以下であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１のホモジナイザー。
7. 前記ミキサーリング（３）の第１の部分には、
   周方向に鋸歯状もしくは正弦状にされたエッジが設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１のホモジナイザー。
8. 前記ハブ（６）は、前記インデューサを支持し、インデューサは、回転中に処理媒体がカバープレート（８）の開口部（９）を通ってミキサーリング（３）によって囲まれたチャンバの中に入り、パドルブレード（１０）に径方向に対向するように配置されたミキサーリングの前記フロー用の孔（４）を通って出ることを強いるように配置されたターボ機構並びに／もしくはプロペラとして形成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１のホモジナイザー。
9. 前記ターボブレード（７）のエッジのうち、タンク（１）の底部（２）に面したエッジは、カバープレート（８）の上側に、前記開口部（９）のエッジに沿って固定されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１のホモジナイザー。

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