JPH01274851A - 圧縮・擂潰装置 - 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、植物固形体を微粉末状に粉砕する装置に係わ
り、更に詳しくは強固な細胞構造を有する籾殻等の穀類
の種子の外皮を加圧、加熱してその細胞構造をも粉砕し
得る圧縮・播潰装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、籾殻等の穀類の種子の外皮を微粉末状に粉砕する
装置のなかで、最も重要で且つ技術的困難さの大部分を
古めている圧縮・播潰装置に於いて、工Ｊ■４のような
硬度の高い耐摩耗性金属で形成したスクリューを用いて
、被処理物を断面積が漸次縮小する空隙内に繰り送り、
加圧、加熱して粉砕するいわゆる圧縮・播潰しているが
、籾殻等の強固な細胞構造を有する穀類の種子の列皮庖
その細胞構造まで粉砕でき且つリグニンを減少させるこ
とのできる適当な装置はなく、特に効率よく粉砕できる
構造のスクリｊ、−を有する装置の開発が望まれていた
。このような圧縮・播γ目装置のズクリュー先端の螺線
状襞部の最も過酷な部分には１、最大垂直応力６〜７ｔ
／ｄ、剪断応力２ｔ／ｃｄもの応力が加わるとともに、
摩擦熱と外部からの加熱により４５０〜５００℃の高温
になり、該スクリュー先端部の摩耗量が多（数時間で使
用に耐え得ない状態になり、その都度該スクリエーを交
換していた。その為、スクリューの耐摩耗性を改否する
目的で、前述の工具鋼で形成したスクリュー基Ｈの表面
をセラミックコーティングし、表面硬化処理を施し′Ｃ
，摩耗や衝撃に強いスクリュ、−を用いていたが、該ス
クリューの表面部分は前記の如く摩擦熱と加熱によって
に温になり、該スクリュー基材とセラミックスの熱膨張
率の違い等により大きな内部応力が発生するとともに、
前記の外部応力と相合わさって、セラミックスが部分的
に剥離しスクリュー基材が露出してその部分で著しく摩
耗量が増加し、これが全体的な摩耗を促し、数日程度で
使用に耐え得なξハ状態になって、やはり装置の稼働を
停止、分解してスクリューを交僕していた。、：のよう
に、従来はスクリューの構造に問題があり、装置の効率
及び稼働率が低（、またスクリューの大量消費によって
粉砕物のコスト低減の妨げになっていた。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは
、籾殻等の被処理物を断面積が漸次縮小する空隙内に効
率良く繰り送り、被処理物を加圧、加熱して籾殻等の強
固な細胞構造をも粉砕することができるスクリューを有
し、高圧縮粉砕物をスムースに導出でき、またスクリュ
ーの摩耗を極力押えて耐久性を増し、益時間の連続及び
断続使用に耐え、スクリューの交換に起因する装置の運
転停止を少なくして装置の稼働率を向上させ、粉砕物の
製造コスト低減を図ることができる圧縮・薄情装置を提
供する点にある。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明は、前述の課題解決の為に、別体で形成した繰り
送り部と圧縮部をそれぞれ回転に対しζ一体となｊ２て
連結し、圧縮部の基体径を繰り送り部の基体径より小さ
く設定して多段式となし、該操り送り部の基体にはピノ
チ一定且つ径一定となして螺線状襞部を形成するととも
に、前記圧縮部の基体には前記繰り送り部のピッチより
減少させた一定のピッチで螺線状襞部を形成し且つ該蝮
線状襲部径を前記繰り送り部側の略半部分を該操り送り
部の基体径ど一致させ且つ先端側の略半部分をそれより
小さい径に設定し、更に前記繰り送り部の先端部の基体
を切欠して前記圧縮部の基体に一部連続させてなるスク
リューと、前記スクリューの繰り送り部の先端部及び圧
縮部の基端側の略半部分に対応する外周に適宜間隔を百
いて設置可能で、該スクリューの径の減少と関係づけて
内径が減少するデーパー状内面を有する筒体の該内面に
、該スクリューの回転軸と平行に多数の凹条を設けた外
筒と、前記外筒の小内径端部に連結し、先端へ向けて内
断面が多角形から円形に連続変化し、該多角形部に前記
スクリューの圧縮部の先端側路半部分を内挿状態に位置
させてなるスリーブと、前記スリーブの外周に設けた粉
砕物を加熱し得る加熱器とよりなる圧縮・播潰装置を構
成した。

〔実施例） 次に添付図面に示した実施例に基づき更に本発明の詳細
な説明する。

第１図は本発明に係わり特に籾殻を粉砕するのに通した
圧縮・薄情装置の第一実施例を示す一部切り欠き側断面
図、第２図は第二実施例を示す一部切り欠き側断面図、
第３図は第一実施例の要部の分解斜視図であり、第一実
施例と第二実施例は原理的に間じであるが、スクリュー
の着脱方法に於いてそれぞれ異なった形式のものである
。即ち、第一実施例はスクリュー外部の本体部をスクリ
ュ−の着脱可能な位ｉ〃まで移動させる形式で、第二実
施例はスクリューを駆動軸に取付けたままの状態で着脱
可能な位置までスクリューを引出す形式のものであり、
原理的には同一であるので第一実施例を中心に説明すれ
ば、Ａはスクリュー、Ｂは外筒、Ｃはスリーブ、Ｄは加
熱器をそれぞれ示す。

ここに於いて、スクリューＡは、略円柱状基体１の外周
に螺線状袋部２を右ネジ状に形成したセラミ”）クス製
で、先端方向へ前記基体ｌ径及び螺線状襞部２径を不連
続に減少させて形成したもので、本実施例では前記基体
１径を二段に、前記螺線状襞部２径を三段に減少させた
形状のものを用いており、前記基体１の不連続部を切欠
３して連続とするとともに、該不連続部に於いて前記螺
線状貿部２を切断し、前記切欠３を設げたことにより形
成される切欠側面部４を次段の螺線状襞部２に連続させ
ており、更に最終段との不連続部を段部５として残して
あり、又前記三段の螺線状襞部２を各段でピッチを−・
定とするとともに、先端側段のピッチを減少させで形成
している。尚、本実施例では、前記螺線状襞部２の不速
続部に段部５を残しているが、これに限るものではなく
、先端方向へ連続的に減少するように形成することもで
きる。

又、本実施例では前記スクリューＡを一体形成したセラ
ミックス製としたが、超硬度鋼あるいは工具鋼をセラミ
ックコーティングして表面硬化処理を施したものを用い
てもよく、更に第４図の如く、スクリューＡを後端側の
繰り送り部６と先端側の圧縮部７とに分離可能に構成し
、その連結は前記繰り送り部６の端部に設けた嵌入孔８
に前記圧縮部７の端部に設けた凸部９を嵌入して行い回
転に対して一体となし、その材質は、繰り送り部６、圧
縮部７ともにセラミックスあるいは超硬度鋼でもよく、
又前記圧縮部７のみをセラミックスあるいは超硬度鋼で
形成し、前記繰り送り部６を工具鋼表面にセラミックコ
ーティングして形成したものを用いることもでき、様々
な態様が可能である。

外筒Ｂは、前記スクリ−Ｌ　−Ａの径が減少する位置の
外周に適宜間隔を置いて設置可能で、該スクリューＡ径
の減少と関係づけて減少する先細のテーパー状内面Ｎｏ
ｔ有する筒体で形成されており、該テーパー状内面１０
に軸方向に平行な多数の凹条１１を設けてセラミックス
で構成した。又、その材質はセラＣ’７クスに限らず、
超硬度鋼でも工具鋼をセラミックコーティングして表面
硬化処理を施したものでもよい。スリーブＣは、前記ス
クリ二−Ａ先端部の螺線状襞部２に対して適宜間隔を置
いて設置できる内径を有する筒体で、前記外筒Ｂのテー
パー状小径端部に連結可能で、該連結端例の内面を断面
が多角形の多角形内面１２となすとともに、他側内面を
断面が円形の円形内面１３となし、その中間を連続的に
変形して構成した。尚、本実施例では前記多角形内面１
２を六角形としているが、特にこれに限るものではなく
、粉砕物の空回りを押えスムースに導出し得る形状であ
ればよい。加熱器りは、詳細には図示しないが前記スリ
ーブＣの外周を取り囲み、公知の抵抗性ヒーターあるい
は燃焼性ヒーター等通宜な熱源を内装し、断熱材で被覆
したもので、通常は６００℃程度まで加熱でき長時間の
連続使用に耐え得るものであるが、被処理物の種類ある
いは最終的な処理状態、例えば炭化の度合により更に高
温に加熱し得るものである。

本発明の圧縮・薄情装置の全体構成は第１図の如く、台
座１４の上面に、駆動輪１５の回転を伝達する駆動軸１
６を回転のみならず、軸方向変位に対しても滑らかに規
制できるように二種類の軸受即ち横軸受１７ａと躇軸受
１７ｂの組合わせによって中央部に横設した駆動部本体
１８を設置し、また該駆動部本体１８の軸方向側部に前
記駆動軸１６と平行に２本の凸状レールｉ９．１９　（
図中では１本しか見えてない）を設け、該凸状レール１
９．１９上に、下部に前記凸状レール１９．１９にスラ
イド噛合し得るレール受け２０．２０を両側に設けた粉
砕部本体２１を載置し、前記台座１４に固定した油圧シ
リンダ２２の可動端部２３を前記粉砕゛部本体２１に関
係づけて連結し、該粉砕部本体２１を前記駆動軸１６の
軸方向にスライドできるようにしている。該粉砕部本体
２１は、上部に籾殻を投入する為の投入開口２４を設け
、更にその」二部に開閉装Ｗ２５を会するホッパー２６
を取付けてあり、そして内部を籾殻収納部２７となして
いる。また、前記駆動部本体１８の駆動軸１６方向の一
例面に形成した該駆動軸１６の周囲の環状凸部２８に外
嵌可能な円形開口２９を前記粉砕皿本体２１の一側面に
設け、更に該円形開口２９を設けた面と対向する他側面
に外筒取付孔３０を設けている。更に、該外筒取付孔３
０に、フランジ３１をテーパー状小径端部に形成した前
記外筒Ｂを、前記粉砕皿本体２１の外側方より該フラン
ジ３１を外部に残して内嵌するとともに、Ａｉｊ記スリ
ーブＣを前記多角形内面１２端が取付は端部に略一致す
るように内装し、該取付は脇部に該スリーブＣと同軸配
置の円形凹部３２を有する取付フランジ３３を設る」た
処理物導出筒３４を、前記フランジ３１に該円形凹部３
２が外嵌するように取付けて前記外筒Ｂを固定し、且つ
前記テーパー伏小径端部と前記スリーブＣの多角形内面
１２端を連続させている。そして、本実施例では前記ス
クリューＡを、そのスクリュー取付部３５を前記駆動軸
１６の端部に形成した取付孔３６に内嵌するとともに、
該駆動軸１６の他側端から該駆動軸１６中心に形成した
通孔にボルト３７を挿通し、前記スクリ、−取付部３５
の端部に導入して固定しているが、この方式でなくとも
単に前記スクリュー取付部３５を前記駆動軸１６の端部
に螺合してもよい。

また、第二実施例を第２図に基づき説明すれば、長さ方
向に条！３Ｂを形成した駆動軸３９と咳条満３８にスラ
イド可能に噛合する駆動軸受４０を有し２、駆動輪１５
は該駆動輪受４０に固定しである。前記駆動軸３９の端
部には、第５図に示しまたアタッチメント４１に装着し
てスクリューＡを該アタッチメント４１を介して’ｊＪ
ｊＭシてあり４、また他側端部は、該駆動軸３９をスラ
イド移動さセ”ることができるスクリュージヤツキ４２
のスライド変位杆４３の端部に回動自在に取付けである
。該スクリューＡは、前記同様にセラミックス、超硬度
鋼及び工具鋼にセラミックコーティングしたもので形成
し、工具鋼等で形成したアタッチメント４１の一側に嵌
合して、該アタッチメント４１の側部からネジ４４によ
り抜は止め処置を施したもので、また該アタッチメント
４１の他側には前記駆動軸３９への取付ネジ４５を設け
ている。駆動部本体１８の側部には着脱窓４６を設りて
あり、前記スクリュージヤツキ４２を作動させて、前記
駆動軸３９を前記９４．ＭＢから離れろ軸方向にスライ
ドさせた時に、前記アタッチメント４１取イ１け部分が
、該着脱窓４６の位置に現れるようにしである。

このようにアタッチメント４１に装着したスクリューＡ
を用いることにより、スクリｚＡを短く形成でき、材料
費を節減できるとともに、前記着脱窓４６からスクリｚ
Ａの着脱が短時間で簡単に行えるといった利点がある。

また、本装置は外筒Ｂを籾殻収納部２７から夕）方へ向
けて嵌挿してフランジ３１で当１１ニジてあり、スクリ
ューＡ駆動時に生じる外方への高圧力に対して特に効果
的である。更に圧縮・播漬時に籾殻より発生する水蒸気
を抜く為の水蒸気抜き孔４７を前記籾殻収納部２７の側
部に形成してあり、水蒸気の発生に起因する爆発を防止
することができるものである。尚、前記水襄気抜き孔４
７を設ける位置は、前記外筒Ｂの側部でもよい。

また、スクリｚＡの内部より水冷して、その耐久性を増
すことも可能で、その−例として第６図の如く、スクリ
ューＡの基体１内の中心軸部に冷却孔４８を穿設し、該
冷却孔４８の内径よりも小さい外径の導入管４９を、前
記冷却孔４８内に導入管先端部５０に少し余裕を残して
挿入する。そして、前記スクリューＡを一側端に取イ］
けた駆動軸１６には、第７図の如くその中心軸部に前記
スクリューＡに設けた冷却孔４８の内径と路間−の貫通
孔５１を穿設し、その内部には前記導入管４９を（ヤ通
してあり、また前記駆動軸１６の他側端には、前記導入
管４９の内部空間と該導入管４９外部の貫通孔５１の空
間との二水路にそれぞれ連続し、該駆動軸１６の回転に
対して相対的に回転可能な回転ジヨイント５２を取付け
である。この回転シラインド５２には、前記導入管４９
に連続した給水管５３と、前記導入管４９外部の貫通孔
５１に連続した排水管５４が設けられており、。

前記給水管５３から導入された冷却水が前記導入管４９
を通り、導入管先端部５０から前記スクリｓ−Ａの冷却
孔４８に送られ、該スクリューＡを内部より冷却すると
ともに、前記導入管４９の外部の前記冷用孔４Ｂ内、更
に前記駆動軸１６内を通り、前記排水管５４より吐出さ
れる。

しかして、本発明の圧縮・押潰装置を用いて籾殻を粉砕
する方法を述べれば、籾殻を粉砕部本体２１の上部に籾
殻だホッパー２６に投入し、開閉装置２５を操作して籾
殻を籾殻収納部２７に導入し、回転しているスクリュー
Ａの繰り送り部６の螺線状襞部２により、外筒Ｂとスク
リＪ、−Ａの断面が漸次縮小する間隙に順次繰り送り、
スクリューＡの基体１に形成した切欠３を通り、切欠側
面部４によって次段の圧縮部７に導き、更に間隙が縮小
するので、高圧力に圧縮されるとともに、外筒Ｂのテー
パー状内面１０に形成しである凹条１１に籾殻が擦り合
わされ、また籾殻同士が擦り合わされ、それによって生
じる摩擦熱及び加熱器りによる加熱によって発生ずる４
５０〜５００℃の高熱間で、籾殻の細胞構造をも粉砕す
るいわゆる圧縮・押潰するものであり、このとき籾殻に
含有するリグニンも同時に減少する。更に、本装置には
、外筒Ｂの小径端部にスリーブＣを連結してあり、外筒
Ｂを通り抜けた籾殻粉砕物を効果的に導出゛ｊるもので
、即ち圧縮された籾殻粉砕物はスクリューＡの圧縮部７
に密着して、該スクリューＡと一体となり回転しようと
するが、スリ・−ブＣの多角形内面１２　（−こより、
籾殻粉砕物の回転は押えられ、スクリｓ　−Ａとの回転
差によって、前方へ押し出されるのである。また、スリ
ーブＣの外周に設けられた６００℃程度まで加熱し得る
加熱器りにより、スリーブＣのみならず、外筒Ｂまで加
熱でき、粉砕中及びスリーブＣを通過中の籾殻粉砕物を
加熱し、籾殻の粉砕をより効果的にするものであり、更
に必要に応じてより高温で炭化させることもできる。

そして、第一実施例の如く、粉砕部本体をスライド変化
させ、外筒をスクリューから容易に外すことができ、ま
た第二実施例の如く、スクリューを取付けた駆動軸をス
ライド変化させ、スクリューを外筒から容易に外すこと
ができ、スクリューの取り替えが短時間で簡単に行うこ
とができるものである。尚、スクリューをセラミックス
あるいは超硬度鋼で形成すれば、耐久力が増し取り替え
による装置の稼働停止を少なくできるとともに、スクリ
ューの消費を押えコスト低減を図ることができる。また
、スクリューの摩耗の激しい先端の圧縮部のみをセラミ
ックスえるいは超硬度鋼で形成し、後端の比較的摩耗の
少ない繰り送り部あるいはアクノチメントに嵌挿して取
付ければ、スクリューの耐久性を増すことができるとと
もに、取り替えが必要になった場合でも、短時間で交換
で可能で、装置の稼働率を上げることができるものであ
る。更に、スクリューの内部より水冷すれば、工具鋼の
表面をセラミックコーティングしたスクリューに於いて
も耐久性を大幅に増すことができ、十分実用に供するも
のである。

〔発明の効果〕

以上にしてなる本発明の圧縮・押潰装置によれば、別体
で形成した繰り送り部と圧縮部をそれぞれ回転に対して
一体となして連結し、圧縮部の基体径を繰り送り部の基
体径より小さ（設定して多段式となし、該操り送り部の
基体にはピッチ一定且つ径一定となして螺線状襞部を形
成するとともに、前記圧縮部の基体には前記繰り送り部
のピッチより減少させた一定のピッチで螺線状襞部を形
成し且つ咳蝮線状襞部径を前記繰り送り部側の略半部分
を該操り送り部の基体径と一致させ且つ先端側の略半部
分をそれより小さい径に設定し、更に前記繰り送り部の
先端部の基体を切欠して前記圧縮部の基体に一部連続さ
せてなるスクリューと、前記スクリューの繰り送り部の
先端部及び圧縮部の基端側の略半部分に対応する外周に
適宜間隔を１いて設置可能で、該スクリューの径の減少
と関係づけて内径が減少するデーパ−状内面を有する筒
体の該内面に、該スクリューの回転軸と平行に多数の凹
条を設けた外筒とで粉砕部を構成したので、籾殻を前記
スクリュ、−の螺線状襞部で、スクリューと外筒間の断
面積が漸次縮小する空隙内に順次繰り送り圧縮し、籾殻
同士を擦り合せ且つ外筒内面に形成した凹条に擦り合わ
すことができ、そして基体に形成した切欠を通して籾殻
をスムースに前方のより高圧縮側へ送るとともに、基体
の切欠側面部で圧縮押し出しできるものであり、この構
造は圧縮川明の体積変化の大きな籾殻に特に効果的であ
る。また、先端へ向けて内断面が多角形から円形に連続
変化し、該多角形部に前記スクリューの圧縮部の先端側
略半部分を内挿状態に位置させてなるスリーブを前記外
筒の小内径端部に連結しているので、スリーブの多角形
内面により、圧縮された籾殻粉砕物がスクリューの螺線
状襞部に密着して、該スクリューと一体となり回転しよ
うとするのを押えることができ、籾殻粉砕物とスクリュ
ーとの回転差によって、スムースに前方へ押し出すこと
ができ、更にスリーブの外周に加熱器を設けている為、
スリーブのみならず、外筒まで加熱でき、粉砕中及びス
リーブを通過中の籾殻粉砕物を加熱でき、籾殻の粉砕を
より効果的にするものである。

尚、本発明の圧縮・薄情装置によれば籾殻等の粉砕物中
に含有するリグニンを減少させることができ、該粉砕物
を合成樹脂等の増量剤とし７でのみならず、製造段階で
熱処理を施しであるので食品の増量剤、あるいは微生物
培養の培地として用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の籾殻等の穀類の種子の外皮を粉末化す
る圧縮・押漬装置の第一実施例を示す一部省略した側断
面図、第２図は第二実施例を示す−・部切り欠いた側断
面図、第３図は第１図の要部の分解斜視図、第４図は繰
り送り部と圧縮部を嵌合可能に形成したスクリューの一
部省略斜視図、第５図はスクリューを゛アタッチメント
に取付けた状態を示す一部切り欠いた側面図、第６図は
水冷可能なスクリューの縦断面図、第７図は駆動軸端部
に取付けた冷却水の給排水部の一部断面で示した省略側
面図である。 Ａニスクリユー、Ｂ：外筒、Ｃ；スリーブ、Ｄ＝加熱器
、１：基体、２：螺線状襞部、３：切欠、４：切欠側面
部、５：断部、６：繰り送り部、７；圧縮部、８：嵌入
孔、９：凸部、１０：テーパー状内面、１１：凹条、１
２：多角形内面、１３：円形内面、１４：台座、１５：
駆動輪、１６：駆動軸、１７ａ、ｂ：横１縦軸受、１８
：駆動部本体、１９：凸状レール１９、１９．２０：レ
ール受り、２Ｘ：粉砕部本体、２２＝油圧シリンダ、２
３：可動端部、２４：投入開口、２５：開閉装置、２６
：ホフバー、２７：籾殻収納部、２８：環状凸部、２９
：円形開口、３０：外筒取付孔、３１：フランジ、３２
：円形凹部、３３：取付フランジ、３４：処理物導出筒
、３５ニスクリユ一取付部、３６：取付孔、３７；ボル
ト、３８：条溝、３９：駆動軸、４０：駆動軸受、４１
：アタッチメント、　４２ニスクリユージヤツキ、４３
ニスライド変位杆、４４ニネジ、４５：取付ネジ、４６
：着脱窓、４７：水蒸気抜き孔、４８二冷却化、４９：
導入管、５０：導入管先端部、５１：Ｍ通孔、５２：回
転ジコイント、５３：給水管、５４：排水管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）別体で形成した繰り送り部と圧縮部をそれぞれ回転
   に対して一体となして連結し、圧縮部の基体径を繰り送
   り部の基体径より小さく設定して多段式となし、該繰り
   送り部の基体にはピッチ一定且つ径一定となして螺線状
   襞部を形成するとともに、前記圧縮部の基体には前記繰
   り送り部のピッチより減少させた一定のピッチで螺線状
   襞部を形成し且つ該螺線状襞部径を前記繰り送り部側の
   略半部分を該繰り送り部の基体径と一致させ且つ先端側
   の略半部分をそれより小さい径に設定し、更に前記繰り
   送り部の先端部の基体を切欠して前記圧縮部の基体に一
   部連続させてなるスクリューと、前記スクリューの繰り
   送り部の先端部及び圧縮部の基端側の略半部分に対応す
   る外周に適宜間隔を置いて設置可能で、該スクリューの
   径の減少と関係づけて内径が減少するデーパー状内面を
   有する筒体の該内面に、該スクリューの回転軸と平行に
   多数の凹条を設けた外筒と、 前記外筒の小内径端部に連結し、先端へ向けて内断面が
   多角形から円形に連続変化し、該多角形部に前記スクリ
   ューの圧縮部の先端側略半部分を内挿状態に位置させて
   なるスリーブと、 前記スリーブの外周に設けた粉砕物を加熱し得る加熱器
   と、 よりなることを特徴とする圧縮・擂潰装置。