JP5319131B2

JP5319131B2 - 微粉末製造装置

Info

Publication number: JP5319131B2
Application number: JP2008024757A
Authority: JP
Inventors: 和智林元
Original assignee: Furukawa Industrial Machinery Systems Co Ltd
Current assignee: Furukawa Industrial Machinery Systems Co Ltd
Priority date: 2008-02-05
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2028-02-05
Also published as: JP2009183826A

Description

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

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。
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。