JP5319131B2 - 微粉末製造装置 - Google Patents

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本発明は、農産物や鉱産物等の各種原料を微粉砕するために用いられる微粉末製造装置に係り、特に、原料を気流搬送しながらその粉砕および分級をして微粉末を製造する気流式粉砕機を備える微粉末製造装置に関する。
この種の微粉末製造装置の備える気流式粉砕機は、ケーシングと、そのケーシング内に所定距離互いに離隔して設けられた複数の回転翼とを有する。そして、この複数の回転翼を回転させ、その回転によってケーシング内に旋回する空気の流れを発生させて、原料を気流搬送しながらその粉砕および分級をして微粉末を製造可能になっている(例えば特許文献1参照)。
特開2005−52711号公報
ここで、この種の気流式粉砕機は、原料素材同士の衝突と摩擦とによって粉砕が行われる。これにより、粉砕機内部への粉砕物の付着が起こりにくく、また、粉砕部の摩耗が起こりにくいなどの特徴を有している。そのため、近年、この種の気流式粉砕機を備える微粉末製造装置では、原料として、さまざまな食材の粉砕に用いられており、その適用範囲が広がるにつれ、粉砕の処理量に関し、現状の処理能力以上の、より高い粉砕能力が求められるようになっている。
しかし、従来の微粉末製造装置は、気流式粉砕機のケーシング内に導入する気流として、常温の空気を用いて旋回する空気の流れを発生させて粉砕を行っていた。そのため、粉砕性能は素材の常温時の物性によって決定されていた。また、微粉末製造装置で粉砕された微粉末は、そのまま最終製品となる場合も多いのであるが、従来の微粉末製造装置は、ケーシング内での粉砕工程においては、原料の粉砕が行われるのみであって、殺菌を行うことができなかった。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、粉砕性を向上させるとともに、食品を粉砕する際に滅菌または減菌をし得る微粉末製造装置を提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、本発明は、ケーシングと、そのケーシング内に所定距離互いに離隔して設けられた複数の回転翼とを有する気流式粉砕機を備え、その気流式粉砕機で原料を気流搬送しながら粉砕および分級をして微粉末を製造する微粉末製造装置であって、前記気流式粉砕機は、そのケーシング内に、原料を導入する導入領域と、その導入された原料を粉砕する粉砕領域と、原料が粉砕された微粉末を分級する分級領域とがそれぞれ画成され、その導入領域には、熱風発生装置からの加熱空気と蒸気発生装置からの蒸気とを混合させることで100℃以上の温度且つ前記気流式微粉砕機内で前記原料が含有水分を維持しながら加熱されるような所定の湿度に調製された加湿熱風、および原料を導入可能に設けられた原料投入口が付設されており、前記複数の回転翼を回転させて、前記導入された加湿熱風下で前記原料を気流搬送しながら粉砕および分級するようになっていることを特徴としている。
本発明に係る微粉末製造装置よれば、加湿熱風を気流式微粉砕機内に導入し、その導入された加湿熱風下で原料を気流搬送しながら粉砕および分級するようになっているので、粉砕性を向上させるとともに、食品を粉砕する際に滅菌または減菌をすることができる。
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図1は本発明に係る微粉末製造装置の一実施形態を説明するための概略構成図、図2は、図1に示す微粉末製造装置のA−A断面図、また、図3はその微粉末製造装置が備える気流式粉砕機の要部断面図である。
図1に示すように、この微粉末製造装置1は、気流式粉砕機2を備えており、この気流式粉砕機2はケーシング3を有して構成されている。
このケーシング3内には、図3に拡大図示するように、ケーシング内に原料である食品を導入する導入領域Rと、その導入された食品を粉砕する粉砕領域Cと、粉砕された微粉末を分級する分級領域Sとがそれぞれ画成されている。ここで、本実施形態は、ケーシング3内に導入する気体として、100℃以上の温度且つ所定の湿度に調製された加湿熱風Kを用いており、この加湿熱風Kで原料である食品を気流搬送しながら粉砕および分級をして微粉末を製造するものである。
より詳しくは、図3に示すように、このケーシング3は、投入側ケーシング4、センターケーシング5および排出側ケーシング6によって構成されている。投入側ケーシング4は、その内壁面が、後方に向けて径が漸減するテーパー壁37を有して形成されている。また、センターケーシング5は、中央に位置して円筒形をなし、さらに、排出側ケーシング6は、その内壁面が、径が前方に向けて漸減するテーパー壁38を有して形成されている。
そして、このケーシング3内には、投入側ケーシング4を貫通するシャフト10の前端(図3において左端)に、複数の回転翼として、第一回転翼28と第二回転翼29とを所定距離互いに離隔して有している。そして、投入側ケーシング4のテーパー壁37の内側かつ第一回転翼28よりも後方の空間が導入領域Rとして画成されている。また、センターケーシング5の内側かつ第一回転翼28及び第二回転翼29の間の空間が粉砕領域Cとして画成されている。
さらに、第二回転翼29と排出側ケーシング6との間の空間及びその前方のテーパー壁38に沿った空間が分級領域Sとして画成されている。そして、上記第一回転翼28および第二回転翼29には、ボス30、31の周囲に複数の羽根32、33が放射状に設けられている。なお、第二回転翼29の羽根33の先端部には傾斜面34が形成され、この傾斜面34が排出側ケーシング6のテーパー壁38に対向している。
そして、シャフト10は、フレーム11にベアリングを介して回転自在に支持され、図1に示すモータ12により回転可能であり、上記第一回転翼28および第二回転翼29は、シャフト10とともに回転し、ケーシング3内に旋回する気流を発生するようになっている。
一方、分級領域Sの前端部には、図3に示すように、排出側ケーシング6のテーパー壁38前端の開口部分に排出口40が設けられている。この排出口40には、図1に示すように、回収管44の後端部が接続されている。そして、回収管44の先端は、ロータリーバルブ47を有するサイクロン46を介してバグフィルタ49を内蔵する回収ホッパ48に接続されている。この回収ホッパ48には吸引ファン51が接続されており、さらに、ロータリー弁および回収弁等からなる弁機構54を介して不図示の回収タンクに接続可能であり、バグフィルタ49で分離された微粉末は回収タンクに回収されるようになっている。
さらに、図3に示すように、上記投入側ケーシング4には、その上部に、原料投入部としての原料投入通路15がシャフト10に対して垂直に形成されている。この原料投入通路15は、その下端出口がテーパー壁37に開口している。また、原料投入通路15の上端入口は、原料投入通路15側に向けて縮径する漏斗状の連結管路16に接続されている。そして、この連結管路16にはスクリューフィーダ17が接続されている。そして、このスクリューフィーダ17には、図2に示すように、原料ホッパ14が付設されており、スクリューフィーダ17から導入領域Rに原料投入通路15を介して食品が投入可能になっている。
さらに、この微粉末製造装置1は、図2ないし図3に示すように、原料投入通路15に連通する連結管路16の上部に、スクリューフィーダ17の接続部に併設して加湿熱風導入口20が設けられている。この加湿熱風導入口20は、図1に示すように、上流側に流量調整バルブ63および送風ブロワ62を介して混合槽61に接続されている。この混合槽61には、蒸気導入管路58および熱風導入管路59が付設されており、蒸気導入管路58を介して蒸気発生装置67が接続され、また、熱風導入管路59を介して熱風発生装置60が接続されている。
そして、この蒸気発生装置67は、ボイラーを備えて構成されており、100℃以上の温度の蒸気を混合槽61に送り込むようになっている。また、熱風発生装置60は、付設されている空気供給口69から空気を取り込みつつ、バーナー68によって100℃以上の温度に加熱された空気を混合槽61に送り込むようになっている。そして、混合槽61では、加熱された空気と蒸気とを混合させることで、加熱空気に所定の湿度を与え、100℃以上の温度且つ所定の湿度に調製された加湿熱風Kをつくり、この加湿熱風Kを、送風ブロワ62によって、加湿熱風導入口20から気流式粉砕機2内に原料とともに送り込み可能になっている。
次に、この微粉末製造装置1の作用・効果について説明する。
この微粉末製造装置1で運転がなされると、気流式粉砕機2では、加湿熱風導入口20から導入された加湿熱風Kが投入側ケーシング4のテーパー壁37に沿って旋回し、導入領域Rで旋回気流となる。そして、原料投入通路15から投入された食品は、旋回気流と一緒に旋回し、遠心力によって半径方向外側に向かって流れる。さらに、吸引ファン51がケーシング3内の空気を排出口40側へ吸引し、導入領域Rと粉砕領域Cとの間に差圧が生じる。この差圧によって、加湿熱風導入口20から導入領域Rに加湿熱風Kが連続して流れ込む。そして、導入領域Rと粉砕領域Cとの間の差圧と第一回転翼28が旋回気流に付与する前方への推力によって、導入領域Rで旋回する食品は、第一回転翼28の羽根32の間を通って粉砕領域Cに入る。
そして、粉砕領域Cでは、食品は粒子径の大きなもの程大きな遠心力が作用して周速の速い半径方向外周側に集まり、主として粒子同士の摩砕により、また、粒子同士の衝突による破砕も生じて粉砕される。このとき、第二回転翼29は粉砕領域C内の食品が分級領域へ移動することをブロックする。このブロック作用は、第二回転翼29の表面に形成される気流のカーテンによって発生する。
また、粉砕領域Cで粉砕された食品のなかで、粒子径が小さく質量の小さい粒子ほど圧力の低い第二回転翼29の回転中心近傍に集まり、微粉末として吸引ファン51によって吸引され、排出口40からケーシング3内の加湿熱風Kと一緒に回収管44に排出される。粒子径が大きく質量の大きな粒子は、吸引ファン51によって吸引されるケーシング3内の加湿熱風Kに随伴せず、排出側ケーシング6のテーパー壁38に沿った分級領域Sの外周部に生じる後方への戻り気流によって粉砕領域Cに戻り、粉砕される。
そして、気流式粉砕機2で粉砕された食品の微粉末は、吸引ファン51によって加湿熱風Kとともに排出口40から回収管44に排出され、加湿熱風Kと一緒にバグフィルタ49へ吸引され、バグフィルタ49で微粉末と加湿熱風Kとが分離されて、分離された微粉末は、回収ホッパ48から不図示の回収タンクに回収される。また、バグフィルタ49で分離された加湿熱風Kは吸引ファン51を通ってその吐出口から不図示の冷却装置に入って冷却されつつ排気される。
ここで、この微粉末製造装置1によれば、熱風発生装置60によって100℃以上の温度に加熱された空気を生じさせ、それを混合槽61内に送り込むとともに、蒸気発生装置67によって発生させた蒸気を送り込んで、混合槽61で加熱された空気と蒸気とを混合させることで、温度が100℃以上且つ所定の湿度の加湿熱風Kをつくり、さらに、送風ブロワ62によって、加湿熱風導入口20から気流式微粉砕機2内に食品とともに送り込むので、気流式微粉砕機2内では、食品が加湿熱風Kによって含有水分を維持しながら加熱され、これにより、粉砕され易い物性に変り、気流式微粉砕機2の気流による同体摩擦粉砕が行われると同時に、殺菌も行われる。したがって、粉砕性を向上させるとともに、食品を粉砕する際に滅菌または減菌をすることができる。
なお、本発明に係る気流式微粉末製造装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能なことは勿論である。
本発明に係る微粉末製造装置の一実施形態の概略構成図である。 図1に示す微粉末製造装置のA−A断面図である。 図1に示す微粉末製造装置が備える気流式粉砕機の要部断面図である。
符号の説明
1 微粉末製造装置
2 気流式粉砕機
3 ケーシング
4 投入側ケーシング
5 センターケーシング
6 排出側ケーシング
10 シャフト
11 フレーム
12 モータ
14 原料ホッパ
15 原料投入通路
16 連結管路
17 スクリューフィーダ
20 加湿熱風導入口
28 第一回転翼
29 第二回転翼
30、31 ボス
32、33 羽根
34 傾斜面
37、38 テーパー壁
40 排出口
44 回収管
46 サイクロン
47 ロータリーバルブ
48 回収ホッパ
49 バグフィルタ
51 吸引ファン
54 弁機構
58 蒸気導入管路
59 熱風導入管路
60 熱風発生装置
61 混合槽
62 送風ブロワ
63 流量調整バルブ
67 蒸気発生装置
68 バーナー
69 空気供給口
K 加湿熱風
R 導入領域
C 粉砕領域
S 分級領域

Claims (2)

  1. ケーシングと、そのケーシング内に所定距離互いに離隔して設けられた複数の回転翼とを有する気流式粉砕機を備え、その気流式粉砕機で原料を気流搬送しながら粉砕および分級をして微粉末を製造する微粉末製造装置であって、
    前記気流式粉砕機は、そのケーシング内に、原料を導入する導入領域と、その導入された原料を粉砕する粉砕領域と、原料が粉砕された微粉末を分級する分級領域とがそれぞれ画成され、その導入領域には、熱風発生装置からの加熱空気と蒸気発生装置からの蒸気とを混合させることで100℃以上の温度且つ前記気流式微粉砕機内で前記原料が含有水分を維持しながら加熱されるような所定の湿度に調製された加湿熱風、および原料を導入可能に設けられた原料投入口が付設されており、前記複数の回転翼を回転させて、前記導入された加湿熱風下で前記原料を気流搬送しながら粉砕および分級するようになっていることを特徴とする微粉末製造装置。
  2. 当該微粉末製造装置は、前記原料投入口に前記加湿熱風を導入するための加湿熱風導入口を有し、該加湿熱風導入口は、送風ブロワを介して混合槽に接続され、さらに、該混合槽には、蒸気導入管路および熱風導入管路が付設され、前記蒸気導入管路を介して前記蒸気発生装置が接続されるとともに、前記熱風導入管路を介して前記熱風発生装置が接続されており、
    前記蒸気発生装置は、ボイラーを備えて構成され、100℃以上の温度の蒸気を前記混合槽に送り込むようになっており、
    前記熱風発生装置は、自身に付設されている空気供給口から空気を取り込みつつバーナーによって100℃以上の温度に加熱された空気を前記混合槽に送り込むようになっており、
    前記混合槽では、前記加湿熱風として、前記熱風発生装置からの加熱空気と前記蒸気発生装置からの蒸気とを混合させることで加熱空気に湿度を与えて、100℃以上の温度且つ前記気流式微粉砕機内で前記原料が含有水分を維持しながら加熱されるような所定の湿度に調製された加湿熱風をつくり、この加湿熱風が、前記送風ブロワによって前記加湿熱風導入口から前記気流式粉砕機内に前記原料とともに送り込まれるようになっていることを特徴とする請求項1に記載の微粉末製造装置。
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