JPH01266862A - 偏心摩砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は食品素材、その他産業用原料を１ｑろために各
種摩砕物を微粉砕する摩砕装置に関し、特にその処理能
力を向上させたものである。

（従来の技術〕 従来このような摩砕装置は第９図に示すように摩砕至（
６）内に上部に固定砥石（１）を備え、これに対向して
回転する下部の回転砥石（２）を装置下部の駆動モータ
ー（３）に連結した回転軸（４）の上部に設けた砥石固
定板（５）に取付具（７）にて取付け、摩砕室（６）上
端に取付【ブた原Ｉｓ摩砕物供給用のホッパー（８）か
ら摩砕物を投入して両爪Ｅ（ＩＯ２）の内周側に送り、
さらに回転砥石（２）の遠心力と上下砥石（１）　（２
）の摩砕突条との接触により摩砕物を対向する固定砥石
（１）と回転ｉ［（’５（２）との微小間隙に供給して
これに剪断と摩砕を与えて上下砥石（ＩＯ２）間の外周
より排出して排出口（２６）より超微粉を取り出すもの
である。なお摩砕室（６）の周囲は冷却ジャケラ１−（
１０）で覆われてあり、摩砕室（６）内の温度上昇を抑
えている。

ここで上下砥石による摩砕の機構を説明すると、次のよ
うになる。

即ち上記固定砥石及び回転砥石の対向する面の形状は通
常第１図（イ）（ロ）及び第２図（イ）（ロ）に示すよ
うに対向する表面の外側に平坦な円筒部摩砕面（１１）
（１１’）を形成し、該摩砕面（１１）（１１’）に続
く内周側の中窪み面に摩砕突条（２７）並びに凹溝（２
８）を多数設け、第９図に示すようにＨいの円筒部摩砕
面（１１Ｈ１１°）を対向して固定砥石（１）の固定砥
石中心（Ｓ）と回転砥石（２）の回転砥石中心（Ｒ＞と
を一致させた状態で摩砕室（６）に取付け、ざらに回転
砥石中心（Ｒ）を中心に回転砥石（２）を回転する。

このとき上下砥石（１）（２）の摩砕突条（２７）並び
に凹溝（２８）はないに交叉してその交点は上記回転に
従って内側端から外側端へ移動することになるのでこれ
らが原わ１摩砕物の送り溝として作用し上下砥石＜ＩＯ
２）の内周側に供給した摩砕物は遠心力により砥石中心
部より放射状に円筒部摩砕面（１１）（１１°）間に移
動して粉砕されることになる。なお摩砕物の性状や要求
される微粉の大きざにより通常は回転砥石を上下して摩
砕ｍ１間の微小間隙を調整して１！り砕する。

（発明が解決しようとする課題〕 このようなｉ７砕装置による′粉砕方式には大別して湿
式と乾式の２方式が必る。

湿式の場合は摩砕物の含水分が摩砕の際に発生する摩擦
熱を吸収し、且つ原料の流れが円滑になるため回転数を
増速することが可能であり、また処理能力は回転数にほ
ぼ比例するため、摩砕物の種類、性状等によっては数千
回転にする場合も必る。

しかしながら乾式粉砕の場合は主として摩擦熱が最大の
問題点で、無機質のような温度変化によっても性状の変
わらないものは比較的操作が容易でおるが、有機物、特
に食品関係では蛋白、脂質、水分などは摩擦熱が大きく
温度上昇が大きいと熱変成を生起し、コゲ付きなどによ
り粉砕不能となる恐れがめった。

即ち従来の粉砕方法は上下砥石の内周側に供給された原
料が円筒部摩砕面に至る速度が遅く、そのため摩擦抵抗
により昇温し原料の熱変成によるコゲ付き状態になり長
時間運転は不可能であった。

これらの問題点を解決するためには、まず回転数を低減
調整することで摩擦による発熱を抑止し、原料即ち摩砕
物固有の許容される発熱上限内で摩砕する必要があった
。

従って従来の屹式摩砕方式は回転数を低くしなければな
らず、そのため能力が極めて低い欠点がおった。しかし
ながら上記摩砕装置における石臼方式による粉砕は微粒
性にすぐれ、又粒度分布の幅がせまく、篩分は不要と云
う他の粉砕方式にない特性をもっているため、この方式
による能力アップの研究が長年進められていたものであ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明はこれに鑑み種々検討した結果、摩砕処理能力を
大幅にアップしたｆｌ’装置を開発したものである。

即ち本発明は、固定砥石と回転砥石とを対向させ、これ
らの対向する面に両砥石の中心を一致させた摩砕面を形
成した摩砕装置において、回転砥石の砥石中心とその回
転中心とを偏心させて回転することにより回転砥石を偏
心回転運動させたことを特徴とするものであり、両砥石
の摩砕面がそれぞれの砥石中心から放射状に複数分割し
た各ブロックで内側端が外側端よりも回転方向に対して
放射状方向より前方へ傾斜するような摩砕突条を形成し
、かつ外側端部には平坦な円筒部摩砕面を形成し、これ
ら両砥石を対向して回転したときに両砥石の摩砕突条同
士が常にその内側端から外側端へ交叉し移動してなるよ
うにするのは効果的でおる。そして円筒部摩砕面の周縁
部に下端平坦面及び内周側面を摩砕面とした環状凸段付
部を一体的に凸段した上部段付固定砥石と、円筒部摩砕
面の周縁部に底面平坦面及び外周側面を摩砕面とし、か
つ上記環状凸段付部が遊嵌する環状凹段付部を凹設した
下部段付回転砥石とを備え、上記環状凸段付部の内周側
面に環状凹段付部の外周側面が常に内接するように回転
砥石を偏心回転運動させるのは一層有効でおる。

〔作　用〕

このように回転砥石の中心と該回転砥石の回転中心とを
偏心させて回転することにより回転砥石を楕円様に偏心
回転運動させるのは、このようにすれば回転砥石の回転
数を大幅に上げても摩擦熱による温度上昇は低く、ざら
に回転数にほぼ比例して処理能力も上昇させることがで
きる利点を有するからである。

なお回転砥石の偏心の大きさは摩砕物の性状により決ま
るものであるが、通常の外径２５０ｍの砥石においては
０．５〜５＃程度が望ましい。

また両砥石の摩砕面にそれぞれの砥石中心から放射状に
複数分割した各ブロックで内側端が外側端よりも回転方
向に対して放射状方向より前方へ傾斜するような摩砕突
条を形成し、かつ外側端部には平坦な円筒部摩砕面を形
成したのは、このような回転砥石をその砥石中心と回転
中心とを偏心させて回転したときにそれぞれの摩砕突条
が交叉する角度は、従来の上記回転砥石の砥石中心、そ
の回転中心及び固定砥石の砥石中心とをすべて一致させ
たときの上記交叉する角度が常に一定でおるのに対して
、異なっているのでより効率を上げることができるから
である。

また段付固定砥石の環状凸段付部を段付回転砥石の環状
凹段付部に遊嵌させ、段付固定砥石の円筒部摩砕面及び
下端平坦面と段付回転砥石の円筒部摩砕面及び底面平坦
面とをそれぞれ相対させてざらに凸段付部の内周側面に
凹段付部の外周側面が常に内接するように段付回転砥石
の中心とその回転中心とを偏心させて偏心回転運動させ
ることにより、摩砕物は互いの円筒部摩砕面同士及び下
端平坦面と底面平坦面の微小間隙では偏心回転による平
面摩砕を受け、ざらに外周側面と内周側面間では偏心回
転を利用した側壁圧縮摩砕が行なわれるので、従来であ
れば２台の摩砕芸を使用して粉砕していたものを本発明
装置によれば１台にて効率よく摩砕でき、かつ従来以上
に超微粉砕を特徴とする特徴を有する。

（実施例） 以下実施例について説明する。

実施例（１） 第１図（イ）（ロ）及び第２図（イ〉　（ロ）に示す通
常の固定砥石（１）と回転砥石（２）であって、これら
両砥石（１）（２）の摩砕面にはそれぞれの砥石中心（
Ｓ）（Ｒ）から放射状に６分割した各ブロックで内側端
が外側端よりも回転方向に対して放射状方向より前方へ
傾斜するような摩砕突条（２７）を形成し、かつ外側端
部には平坦な円筒部摩砕面（１１）（１１’）を形成し
たものを用い、第３図に示すように摩砕装置の下部に備
えた駆動モーター（３）により回転させられる回転軸（
４）の上部に第４図に示すようにこの回転軸（４）の回
転中心（Ｐ）から距離１だけ隔たった位置に固定板中心
（Ｑ）をもつ砥石固定板（５）を一体向に設け、該砥石
固定板（５）上に摩砕面を上方へ向けた回転砥石（２）
をその回転砥石中心（Ｒ）と固定板中心（Ｑ）とを一致
させて摩砕至（６）内の下部に位置するように取付具（
７）により取付けた。ざらに摩砕苗（６）内の上部に固
定砥石（１）をその固定砥石中心（Ｓ）が上記回転軸（
４）の回転中心（Ｐ）と一致するように取付け、両砥石
の摩砕面間に微小なりリアランスを設けて対向させた。

またこのような摩砕室（６）の上端には摩砕物を両砥石
（１）（２）の内周側に供給するポツパー（８）を設（
プ、回転軸（４）の上端部には摩砕物を両砥石（１）（
２）の間隙に送る掻羽根（９）を取付け、ざらに摩砕室
（６）の周囲は冷Ｎ１ジャケット（１０）で覆った。

このように固定砥５（１）と回転砥石（２）とを配置し
て回転軸（４）を回転することにより回転砥石（２）は
その回転砥石中心（Ｒ）から距離ｌだけ偏心した位置即
ち回転軸（４）の回転中心（Ｐ）が回転の中心と７よっ
て偏心回転運動を行なうことになる。

上記のように、構成され砥石の偏心１？ｉ１＝３ｍｍの
本発明に係るｌ砕装置及び偏心ｍｌ＝ｏｍｍの従来の摩
砕装置を用いて茎入り抹茶の摩砕を第１表に示す条件に
て実施し、このときの両装置での摩擦熱による温度上昇
をそれぞれの装置の芸域表面温度を測定して比較し、ざ
らに製造能力及び製品粒度を測定してこれらの結果を第
１表に併記した。

な、１−３摩砕物として用いた茎入り抹茶の茎の大きさ
は最小長さ１３Ｍ、最犬艮ざ３０ｍｍのものである。

第１表から明らかなように本発明装置によれば従来より
高速回転でおっても、従来と同等もしくはそれ以上の品
質の製品が低温でｊｑられ、かつ処理能力も従来の２倍
近くに増大することがわかる。このような効果は対象と
されるいかなる摩砕物に対しても認められたが、特に繊
維性で脂質をＳむ上記茶の葉には顕著な効果を発揮する
ことが確認された。

実施例（２） 第１図（イ）　（ロ）に示すような従来の固定砥石の円
筒部摩砕面（１１）の周縁部に第５図（イ）（ロ）に示
すように下端平坦面（１２）及び内周側面（１３）を摩
砕面とした環状凸段付部（１４）を一体向に凸段させた
多孔質ビトリファイド砥石からなる段付固定砥石（１５
）を作製し、さらに第２図（イ）（ロ）に示すような従
来の回転砥石の円筒部摩砕面（１１°）の周縁部に第６
図（イ）（ロ）に示すように底面平坦面（１６）及び外
周側面（１７）を摩砕面とした環状凹段付部（１８）で
あって、かつ該凹段付部（１８）の径方向の大きざが上
記環状凸段付部（１４）の内周側面（１３）と該外周側
面（１７）とが遊嵌し、ざらに内周側面（１３）の高ざ
ｈｌと外周側面の高さｈ２とが等しい大きざである環状
凹段付部（１８）を凹設した多孔質ビトリフフイド砥石
からなる段付回転砥石（１９）を作製した。

上記段付固定爪５（１５）を第７図及び第８図に示すよ
うに摩砕装置の摩砕室（６）内の上部にその固定砥石中
心（Ｓ）と駆動モーター（３）に連結した回転軸（４）
の回転中心（Ｐ）とを一致させて取付けた。次に回転軸
（４）上部に砥石固定板（５）をその固定板中心（Ｑ）
が回転中心（Ｐ）から距離ｌだけずれた位置に偏心して
設け、その砥石固定板（５）の上にはその固定板中心（
Ｑ）と回転砥石中心（Ｒ＞とを一致させた段何回転砥’
５（１９）を取付けた。ざらにこの際に上記段付固定砥
石（１５）の円筒部摩砕面（１１）及び下端平坦面（１
２）と段付回転砥石（１９）の、円筒部摩砕面（ｉｔ’
）及び底面平坦面（１６）とをそれぞれ微小クリアラン
スを保って対向させ、かつ段付回転砥石（１９）が回転
中心（Ｐ）を中心として偏心回転したときに、常にその
凹段付部（１８）の外周側面（１７）の１点部分が段付
固定砥石（１５）の凸段付部（１４）の内周側面（１３
）に微小クリアランスを保って内接するように調整して
おく。

また摩砕室（６）の周囲は冷却ジャケット（１０）で覆
い、摩砕室（６）上端にはホッパー（８）を取付け、該
ホッパー（８）の上蓋にはホッパー（８）へ原料摩砕物
を投入する原料供給用螺旋翼（２０）を設けた。

ざらにホッパー（８）内に投入された原料に雪状のドラ
イアイスや氷等の冷却剤を供給する噴出ヘッド（２１）
をホッパー上部に取付け、両者を均一に混合するための
撹拌Ｉ（２２）を撹拌用モーター（２３）に連結した。

そして摩砕室（６）内に低温ガスを導入する低温ガス噴
射パイプ（２４）を摩砕室（６）の上端面から段付固定
爪５（１５）の外周部に縦方向に挿入し、その噴射方向
は上下砥石の外周の対向している微小間隙部分になるよ
うにセットした。

なお（２５）は段付固定爪１５（１５）を冷却するため
に該砥石（１５）の背面に設けた低温ガスを循環させる
環状溝、（２６）は被摩砕物を排出する排出口を示ず。

次にこのような構成の偏心摩砕装置を運転するには先ず
冷却ジャケット（１０）に冷却水を循環させ、ざらに低
温ガス噴射パイプ（２４）より液化炭酸カスを摩砕室（
６）内及び砥石外周面に噴射して摩砕室（６）内及び上
下砥石（１５Ｈ１９）を冷却し、段付固定砥石（１５）
の環状溝（２５）にも液化炭酸ガスを供給して多孔質砥
石の多数の気孔を通して液化炭酸ガスを浸透拡散させて
段付固定砥石（１５）を−層冷却した状態で段付回転砥
石（１９）を偏心回転運動させ、引き続いてホッパー（
８）内へ原料を投入し雪状ドライアイスと混合して　　
（冷却されている摩砕室（６）内に供給し、上下砥石の
送り溝により上下砥石の両回周部摩砕面（１１）（１１
’）間に送り１次粗砕し、次に被粗砕物は外周側面（１
７）と内周側面（１３）′とが内接していない場所に生
じる空隙に送られて内周側面（１３）が偏心回転してこ
れら両側面（１７Ｈ１３）間で２次摩砕として圧縮摩砕
を受け、ざらに下端平坦面（１２）と底面平１■而（１
６）の間に移行して３次摩砕されて微細化され、上下砥
石（１５）（１９）の外周から排出される。このように
して得られた被摩砕物製品は上記の如く摩砕過程及び装
置が十分冷却されているので温度上昇がほとんどなく食
品として何ら熱変成をうけないため品質上も優れ、かつ
温度上昇が少ないため装置の長時間の連続運転を可能に
した。

また実施例（１）及び実施例（２）の双方の装置におい
て原料摩砕物の性状や大きさに対応して回転砥石の偏心
量及びその回転数を自動的に変換制御することも可能で
ある。

］発明の効果〕 このように本発明によれば、低温かつ微粒の被摩砕物が
従来に比べて２倍以上の効率で製造でき、かつ温度上昇
が小さいので長時間の連続運転が可能となり、ざらに従
来の如く粗砕と微細を複数台の装置で実施しなくとも１
台の装置で行なえる等の経済的効果が極めて大きい等工
業上顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）（ロ）は通常の固定砥石を示すもので（イ
）は平面図、（ロ）は（イ）のＢ−Ｂ′線断面図、第２
図（イ）（ロ）は通常の回転砥石を示すもので（イ）は
平面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ’線断面図、第３図は
本発明の一実施例を示す側断面図、第４図は通常の回転
砥石を偏心させて摩砕至に取付けた状態を示す側断面図
、第５図（イ）　（ロ）は段付固定砥石を示すもので（
イ）は平面図、（ロ）は（イ）のｃ−ｃ’線断面図、第
６図（イ）　（ロ）は段付回転砥石を示すもので（イ）
は平面図、（ロ）は（イ）のＤ−Ｄ’線断面図、第７図
は段付回転砥石を偏心させて段付固定砥石と共に摩砕至
内に取付けた状態を示す側断面図、第８図は本発明の他
の実施例を示す側断面図、第９図は従来装置を示す側断
面図でおる。 １・・・・・・・・固定砥石 ２・・・・・・・・回転砥石 ３・・・・・・・・駆動モーター ４・・・・・・・・回転軸 ５・・・・・・・・砥石固定板 ６・・・・・・・・摩砕至 ７・・・・・・・・取付具 ８・・・・・・・・ホッパー ９・・・・・・・・掻羽根 １０・・・・・・・・冷却ジャケット １１．１１’・・・・円筒部摩砕面 １２・・・・・・・・下端平坦面 １３・・・・・・・・内周側面 １４・・・・・・・・環状凸段付部 １５・・・・・・・・段付固定砥石 １６・・・・・・・・底面平坦面 １７・・・・・・・・外周側面 １８・・・・・・・・環状凹段付部 １９・・・・・・・・段付回転砥石 ２０・・・・・・・・原料供給用螺旋翼２１・・・・・
・・・噴出ヘッド ２２・・・・・・・・撹拌翼 ２３・・・・・・・・撹拌用モーター ２４・・・・・・・・低温ガス噴射パイプ２５・・・・
・・・・環状溝 ２６・・・・・・・・排出口 ２７・・・・・・・・摩砕突条 ２８・・・・・・・・凹溝 Ｐ・・・・・・・・回転中心 Ｑ・・・・・・・・固定板中心 Ｒ・・・・・・・・回転砥石中心 Ｓ・・・・・・・・固定砥石中心 第１図（ロ） 第１図（イ） 第２図（イ） 第２図（ロ） ■′ 第３図 第４図 第５図（ロ） 第６図（イ） 第６図（ロ） 第７図 第８図 第９図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定砥石と回転砥石を対向させ、これらの対向す
   る面に両砥石の中心を一致させた摩砕面を形成した摩砕
   装置において、回転砥石の砥石中心とその回転中心とを
   偏心させて回転することにより回転砥石を偏心回転運動
   させたことを特徴とする偏心摩砕装置。
2. （２）両砥石の摩砕面がそれぞれの砥石中心から放射状
   に複数分割した各ブロックで内側端が外側端よりも回転
   方向に対して放射状方向より前方へ傾斜するような摩砕
   突条を形成し、かつ外側端部には平坦な円筒部摩砕面を
   形成し、これら両砥石を対向して回転したときに両砥石
   の摩砕突条同士が常にその内側端から外側端へ交叉し移
   動してなる請求項（１）記載の偏心摩砕装置。
3. （３）円筒部摩砕面の周縁部に下端平坦面及び内周側面
   を摩砕面とした環状凸段付部を一体的に凸設した上部段
   付固定砥石と、円筒部摩砕面の周縁部に底面平坦面及び
   外周側面を摩砕面とし、かつ上記環状凸段付部が遊嵌す
   る環状凹段付部を凹設した下部段付回転砥石とを備え、
   上記環状凸段付部の内周側面に環状凹段付部の外周側面
   が常に内接するように回転砥石を偏心回転運動させた請
   求項（１）又は（２）記載の偏心摩砕装置。