JP5579466B2

JP5579466B2 - ペレット製造装置及びペレット製造方法

Info

Publication number: JP5579466B2
Application number: JP2010052130A
Authority: JP
Inventors: 和▲郎▼ 村上; 美知男小林; 敏道川合
Original assignee: 株式会社スエヒロイー・ピー・エム
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2030-03-09
Also published as: JP2011183315A

Description

本発明は、ペレット製造装置及びペレット製造方法に関する。

近年の水産資源の減少および食品の安全性の観点から、魚類養殖については、きれいな漁場環境で健康的に育てられた魚を供給することが、より期待されている。この要求に応えるため、飼料製造メーカは、餌の改良・コストダウンに取り組んでいる。一方、養殖水産業の価格が低迷していることから、養魚用飼料については、コストダウンの要求が強い。
水産養殖用のペレット飼料を作製するために用いられるペレット製造装置としては、多品種で高生産能力を備えたものが求められている。この種の製造装置として、２軸押出機が知られている。２軸押出機は、多品種生産に対応できるが、生産量に劣る点があるため、更なる生産能力の向上が課題となっている。
押出機の生産性を向上させるために、いくつかの開発が行われている（例えば、特許文献１，２を参照）。

特開２００９−６１７２４号公報特開２０００−２１８３１６号公報

しかしながら、上記開発では多品種生産における生産能力の向上には、十分ではなく、更なる工夫が求められていた。
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、既存の設備に大きな変更を加えることなく、最小限の変更で生産量を上昇させられるペレット製造装置及びペレット製造方法を提供することである。

上記目的を達成するための第１の発明に係るペレット製造装置は、バレル部と、このバレル部の内側に設けられた装着空間内に配置された複数のスクリューと、これら複数のスクリューの回転によって前記スクリューの原料供給部から先端側に搬送される原料を先端側から排出するダイとを備えたものであって、前記装着空間において前記スクリューの先端側が位置する排出端部空間は、前記スクリューの基端側が位置する装着空間よりも大きな内径を備えていると共に、この排出端部空間に位置する先端部スクリューの外径は、基端側における基端部スクリューの外径よりも大きく形成されていることを特徴とする。
前記先端部スクリューは、１ピッチ〜３ピッチの範囲であることが好ましい。
前記先端部スクリューの外径／基端部スクリューの外径は、１.０５〜１.２０の範囲であることが好ましい。

また、前記先端部スクリューのピッチと前記基端部スクリューのピッチの比は、０.８〜１.２の範囲とされていることが好ましい。
また、第２の発明に係るペレット製造方法は、バレル部の内側に設けられた装着空間内に配置された複数のスクリューを回転させながら、それらスクリュー基端側から先端側に原料を搬送し、前記スクリューの先端側に設けられたダイの開孔から前記原料を排出させる方法において、前記装着空間における前記スクリューの先端側を基端側よりも大きくし、かつ前記スクリューの先端部分の外径を基端部分の外径よりも大きくしたことを特徴とする。

本発明によれば、既存の設備に大きな変更を加えることなく、最小限の変更で生産性を向上させられるペレット製造装置及びペレット製造方法を提供できる。

本実施形態におけるペレット製造装置の側断面図である。ペレット製造装置の正面図である。ダイの開孔を拡大して示す図である。図３におけるＡ−Ａ線断面図である。バレル部において、スクリューの先端側を示す平断面図である。２本のスクリューにおいて、先端部分と基端部分との重なり合い状態を分かりやすく示す断面図である。（Ａ）は先端部分を、（Ｂ）は基端部分を示す。本実施形態のペレット製造装置において、スクリューの先端部分における重なり合いを説明するための正面図である。

次に、本発明の実施形態について、図表を参照しつつ説明するが、本発明の技術的範囲は、これらの実施形態によって限定されるものではなく、発明の要旨を変更することなく様々な形態で実施することができる。また、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。

図１には、本実施形態におけるペレット製造装置１の側断面図を示した。ペレット製造装置１には、バレル部２と、このバレル部２の内部において長手方向にほぼ同径状に開放された装着空間３と、装着空間３に沿って配置された２本のスクリュー４が設けられている。スクリュー４の基端側４Ａには、図示しない駆動部材（例えばモータ）が設けられており、両スクリュー４を軸芯回りに回転させるようになっている。両スクリュー４は、図５に示すように、互いに並行に配置されており、装着空間３の内部において、互いの羽根部分（凸部分）が相手側の溝部分（凹部分）に嵌り込むようにして設置されている。スクリュー４の基端側４Ａにおいて、基端ブロック２Ｄに設けられた原料供給部１０から投入された原料（魚類用飼料の基）は、両スクリュー４の回転によって撹拌・混合・粉砕されながら、両スクリュー４の隙間と、スクリュー４とバレル部２の内壁面との空間を抜け、スクリュー４の先端側に移動するようになっている。

また、バレル部２において装着空間３の先端側には、ダイ５が設けられている。ダイ５には、スクリュー４によって移動された原料を排出する開孔６が開放されている。バレル部２は、スクリュー４の基端側４Ａに位置する基端ブロック２Ｄと、所定の長さ（例えば、５０ｃｍ〜８０ｃｍ）のブロック２Ａから構成されており、このうちブロック２Ａが適当な個数（図１においては、２個）だけ長手方向に連結されることで形成されている。基端ブロック２Ｄには、上方に向かって開口する原料供給部１０が設けられている。また、スクリュー４の先端部分は、ブロック２Ｂ，２Ｃの二種類のブロックによって覆われている。本実施形態では、最先端ブロック２Ｃの後方に組み付けられる先端ブロック２Ｂのみが設計変更されており、他のブロック２Ａ，２Ｃ，２Ｄについては、従来構造のものを採用している。
スクリュー４は、所定の長さ（例えば、２０ｃｍ〜４０ｃｍ）の基端部スクリュー７に分割されており、この基端部スクリュー７が適当な個数（図１においては、１０個）だけ、軸心を一致させつつ長手方向に連結されることで形成されている。但し、スクリュー４の先端は、先端部スクリュー８として、ドリル部８Ａを備えて形成されている。基端部スクリュー７と先端部スクリュー８のピッチとは、ほぼ同等とされている。また、先端部スクリュー８は羽根部分が伸ばされることで、その外径が、基端部スクリュー７の外径よりも大きく構成されている。更に、先端部スクリュー８の溝部分は、基端部スクリュー７の溝部分よりも深く設定されている。
装着空間３において、先端部スクリュー８が位置する排出端部空間９の内径は、先端部スクリュー８の外径に合わせて形成されており、ブロック２Ａに設けられた装着空間３の内径よりも一回り大きくなっている。また、先端部スクリュー８に設けられるスクリュー部分のピッチは約２ピッチ分とされており、その先端にドリル部８Ａが設けられている。

排出端部空間９の先端側における内壁面は、図５に示すように、２本の先端部スクリュー８の形状に合わせて形成されており、ドリル部８Ａから僅かな空間を隔てて傾斜面９Ａとされている。また、ダイ５の開孔６は、図２及び図３に示すように、ダイ５の中心に対して同心円を描くようにして対称的に配置されている。なお、開孔６の形状は、その同心円に沿う形状（例えば、円形状、三角形状、四角形状など）とされている。
図６には、２本のスクリュー４の重なり合い状態を示す平断面図を示した。先端部（Ａ）および基端部（Ｂ）のいずれにおいても、両スクリュー４はスクリューの外径部分と溝部分とが噛み合うようにして配置されている。スクリュー４において、先端部スクリュー８は、基端部スクリュー７よりも外径方向に大きく構成され、かつ溝部分が深くなっている。先端部スクリュー８の外縁部分は、基端部スクリュー７の外縁部分よりも薄く（細く）なっている。このため、先端部スクリュー８の重なり代Ｌは、基端部スクリュー７の重なり代Ｍよりも大きくなっている（Ｌ＞Ｍ）。

図７には、本実施形態において、ペレット製造装置１の正面図を模式的に示した。図中の最先端ブロック２Ｃの内側に示す中央の円はダイ５を示し、左右一対の実線円は、先端部スクリュー８が描く円を示している。また、先端スクリュー８が描く円の内側の点線円は、基端部スクリュー７が描く円を示している。但し、比較を行いやすくするために、先端部スクリュー８が描く円については、本来は隠れ線で示すところを実線で示している。
ダイ５の中央には、円形状の開孔形成領域Ｓ（複数の開孔６が設けられる領域）が設けられており、その領域Ｓを左右から挟むようにして、先端部スクリュー８が配置されている。本実施形態の先端部スクリュー８の外径は、基端部スクリュー７の外径よりも大きくなっているので、両先端部スクリュー８の重なり合い領域Ｔ（右上がり斜線で示す領域）は、基端部スクリュー７の重なり合い領域Ｕ（右上がり斜線と右下がり斜線が重なる領域）よりも大きくなっている。

次に、上記のように構成された本実施形態の作用および効果を説明する。
両スクリュー４を所定の方向に回転させながら、図示しない原料をバレル部２の基端側から装着空間３に投入する。スクリュー４の回転によって、原料は両スクリュー４の隙間、及びスクリュー４とバレル部２の内壁面との間で、撹拌・混合・粉砕されつつ均一に練られながら基端側４Ａから先端側に向かって搬送される。先端部スクリュー８に至った原料は、ダイ５に向かって押圧されて、開孔６から押し出されつつ、所定の形状とされる。このとき、先端部スクリュー８の外径は、基端部スクリュー７の外径よりも大きく形成されているので、同じスピードで回転しても、大量の原料を押圧できると共に、原料を押圧する力（圧力）が大きくなる。このため、開孔６の個数を多く設定できると共に、開孔６への原料の詰まりが少なくなるため、従来よりも多くの原料を処理することができることとなり生産性が向上する。

また、両先端部スクリュー８の重なり合い領域Ｔが大きくなるので、特にダイ５の中央上下端部における開孔６の原料詰まりを減少させられるので、多くの原料を処理でき、生産性が向上する。
従来のペレット製造装置において、ブロック２Ａ，２Ｃ，２Ｄと基端部スクリュー７は、そのままの構成を流用可能であり、先端ブロック２Ｂと先端部スクリュー８の交換のみによって、本実施形態のペレット製造蔵置１を構成できるので、既存の設備に大きな変更を加えることなく、最小限の変更で済む。
＜変形例＞
なお、本実施形態においては、下記のように変形して実施することもできる。
１．本実施形態では、スクリュー４は２本であるが、本発明においては、スクリューは３本以上であっても良い。
２．本実施形態では、水産養殖用のペレット飼料を製造しているが、本発明によれば、その他のペレットを製造するためにも用いられる。

１…ペレット製造装置
２…バレル部
２Ｂ…先端ブロック
３…装着空間
４…スクリュー
４Ａ…基端側
５…ダイ
６…開孔
７…基端部スクリュー
８…先端部スクリュー
９…排出端部空間
１０…原料供給部

Claims

バレル部と、このバレル部の内側に設けられた装着空間内に配置された２本のスクリューと、これら２本のスクリューの回転によって前記スクリューの原料供給部から先端側に搬送される原料を先端側から排出するダイとを備えたものであって、
前記装着空間において前記スクリューの先端側が位置する排出端部空間は、前記スクリューの基端側が位置する装着空間よりも大きな内径を備えていると共に、この排出端部空間に位置する先端部スクリューの外径は、基端側における基端部スクリューの外径よりも大きく形成され、かつ各スクリューの外径は等しい大きさに形成されており、
前記ダイの先端部分は円形状とされていると共に、このダイの中心部は前記２本のスクリューの中心の中央に設けられており、前記ダイの前面には、前記スクリューによって移動された原料を排出する開孔が、前記各先端部スクリューの外径よりも小さい領域において、前記ダイの中心から等半径を備えた円周上に均等ピッチに開放されていると共に、前記ダイの裏面側には、前記ダイの中心部分が前記先端部スクリューの軸方向において基端部に向かう奥側に位置し、前記ダイの周辺に向かうに連れて前記先端部スクリューの軸方向において前側に向かい、かつその断面がダイの中心軸について対称となる傾斜面が設けられていることを特徴とする水産養殖用ペレット製造装置。
バレル部の内側に設けられた装着空間内に配置された２本のスクリューを回転させながら、それらスクリュー基端側から先端側に原料を搬送し、前記スクリューの先端側に設けられたダイの開孔から前記原料を排出させる方法において、前記装着空間における前記スクリューの先端側を基端側よりも大きく形成すると共に、各スクリューの外径は等しい大きさとし、かつ前記スクリューの先端部分の外径を基端部分の外径よりも大きくし、前記ダイの先端部分は円形状とされていると共に、このダイの中心部は前記２本のスクリューの中心の中央に設けられており、前記ダイの前面には、前記スクリューによって移動された原料を排出する開孔が、前記各先端部スクリューの外径よりも小さい領域において、前記ダイの中心から等半径を備えた円周上に均等ピッチに開放されていると共に、前記ダイの裏面側には、前記ダイの中心部分が前記先端部スクリューの軸方向において基端部に向かう奥側に位置し、前記ダイの周辺に向かうに連れて前記先端部スクリューの軸方向において前側に向かい、かつその断面がダイの中心軸について対称となる傾斜面が設けられていることを特徴とする水産養殖用ペレット製造方法。