JPH02191538A - 液状物質の凍結ペレット化装置 - Google Patents

液状物質の凍結ペレット化装置

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JPH02191538A
JPH02191538A JP1237365A JP23736589A JPH02191538A JP H02191538 A JPH02191538 A JP H02191538A JP 1237365 A JP1237365 A JP 1237365A JP 23736589 A JP23736589 A JP 23736589A JP H02191538 A JPH02191538 A JP H02191538A
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plate
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drip
nozzle inlet
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JP1237365A
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Hans Peter Spoerri
ハンス・ペーター・シユペーリ
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Messer Griesheim GmbH
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Messer Griesheim GmbH
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L3/00Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
    • A23L3/36Freezing; Subsequent thawing; Cooling
    • A23L3/363Freezing; Subsequent thawing; Cooling the materials not being transported through or in the apparatus with or without shaping, e.g. in form of powder, granules, or flakes
    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A23L3/37Freezing; Subsequent thawing; Cooling with addition of or treatment with chemicals
    • A23L3/375Freezing; Subsequent thawing; Cooling with addition of or treatment with chemicals with direct contact between the food and the chemical, e.g. liquid nitrogen, at cryogenic temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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  • Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)

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、液滴を凍結凝固させるのに適した十分に低い
温度を有する冷却液中へ液状物質を滴加して凍結ペレッ
ト化する装置であって、調整可能な多数の貫通孔を備え
た滴加装置を有する底部を具備した液状物質容器が設け
られており、貫通孔の調整のために互いに運動可能な複
数の滴加板が設けられている形式のものに関する。
〔従来の技術〕
凍結ペレット化は、特にバイオテクノロジー、食品工業
、化学製薬工業で使用されるような、例えば、有機成分
を有する不安定な液体又は溶液及び懸濁液等の液状又は
粘稠の物質を急速に凍結させるために用いられる。不安
定な液状物質の凍結は、物質が冷間損傷を受けないよう
にするために、できるだけ急速にしかも均一に行わなけ
ればならない。
これは特に細菌・懸濁液においてそうである。凍結があ
まりに緩慢に行われると、厚すぎる氷晶形成によって細
菌の細胞壁及び細胞組織が破壊され、これによってこの
ような細胞の生存率が許容できない程度に著しく低くな
ってしまう。
凍結は、液状物質を液状の冷媒、例えば窒素に滴加させ
ることによって行われる。冷媒内で物質をおだやかに処
理するだめの必要条件は、液滴の大きさ及び形状をほぼ
同じにすることである。従って、冷媒内の滞留時間をで
きるだけ短くし、一方すべての液滴を完全に凍結させな
ければならない。プロセス制御によって、冷媒内におけ
る液滴の集中的な最短滞留時間が得られる。これによっ
てすべての液滴が冷媒内で凍結され、生じた凍結顆粒が
例えば自動的に冷媒から取り出される。
従来の提案によれば、特別な滴加装置によって、冷媒内
に滴加させる際に所定の条件に適した最適な形状及び均
一な大きさの液滴を確実に生ぜしめなければならない。
この従来の提案によれば、液滴は、例えば処理しようと
する物質のための容器の下側の閉鎖部を形成する滴加で
形成される。この滴加板はノズル状の開口を有しており
、この開口を通って液状物質が、固有静圧の作用下で又
は外圧の影響を受けてガス雰囲気内に又は軽度の真空内
に流出する。滴加板は、その下方に存在する冷媒の表面
から所定の臨界高さに配置されている。
液滴の形状は、一方ではノズルの出口エツジに影響され
、他方では冷媒の表面からの滴加板の高さに影響される
。ノズル出口で落下せしめられる液滴が例えばあまりに
高い高さから冷媒表面に強くぶつけられると、液滴形状
はコントロールできない程度に変化するか、又は液滴は
多数の非均−な大きさのものに細かく砕かれてしまう。
また、少なくともノズル出口の範囲における材料の表面
特性も滴下特性にとって決定的な要素を有していること
が分かっている。従って、その都度処理しようとする物
質のための特性パラメータを別個に調整して、その値を
正確に維持することが望ましい。しかしながらこのよう
な要求は、従来公知の凍結ペレット化装置においては不
十分にしか満たされていない。
〔発明の解決しようとする課題〕
そこで本発明の課題は、冒頭に述べた形式の装置で、種
種異なる方法パラメータにおいてできるだけ均一な製品
品質が得られ、これによって、ロフトが変わっても製造
収率が改善されるようなものを提供することである。
〔課題を解決するだめの手段〕
この課題を解決した本発明によれば、少なくとも冷却液
に面した滴加板に、ノズル状の滴下体が設けられており
、この滴下体が交換可能な挿入体として形成されている
〔効果〕
本発明の解決策によれば、重要な方法パラメータを非常
に多様に調整し、容易に変えることができるので、液滴
の大きさ、形状及び滴下高さを、簡単かつ確実に反復可
能に所望の値に調整することができ、従って所望の品質
及び均一さを有する凍結製品を製造することができる。
これによって製造収率は著しく改善され、特に非常に不
安定な物質において、この方法の利益率は改善される。
使用できないロットは事実上避けられる。
種種異なる物質チャージのために、適当なノズル直径及
び滴下エツジを有する、適当な材料より成るノズル体を
使用することができる。また、特性が知られていない新
しい物質チャージのための最適なノズルの大きさ及び形
状を実験で確かめるために、滴加装置の各セクタに種種
異なるノズル体を仮に取り付けることも可能である。従
って、個別のケースにおいて、そのためだけに稼働され
る実験装置での予備実験は省略される。短時間の切換に
よって、本来の製造開始前に通常の製造機械を使用する
ことができる。
[実施例] 第1図に示す凍結装置は容器lから成っており、該容器
内には処理すべき液状又はペースト状の物質が注入され
る。実施例として、第1図には円筒状の容器が示されて
おり、該容器の軸線がA−A線で示されている。注入動
作はプロセス制御を使用して容器内の規定された充てん
位置で行われる。入口2を介して注入が行われる。充て
ん位置は充てん位置表示部材3によって監視され、この
充てん位置表示部材は例えば、上方及び下方の充てん位
置制限値で応動し、しかも下方制限値に達する際には補
充動作をレリーズし、かつ上方部てん位置に達する際に
は補充動作を再び停止する。
容器1の上方部分はカバー4によって閉じられており、
該カバーは以下に詳しく述べる方法パラメータを微調整
するための2つの調整装置を有している。カバーは不動
に、かつシール部材5を介して容器lとねじ結合されて
いる。下方部分では、容器lは7ランジ6を介して冷媒
容器7の保持部に載せられている。
容器1の下端面側の底閉鎖部は滴加装置8によって閉鎖
されており、該滴加装置は主に、互いに密接に位置する
2つの滴加板9.10から成っている。図示の実施例で
は、雨滴加板は円筒体軸線A−Aに対して同軸的に配置
されている。容器内側の滴加板9は本来の容器底として
形成されており、これに対して容器外側の滴加板10は
円筒体軸線A−Aを中心にして回転可能である。このた
めに、外側の滴加板IOは中央スリーブ11に固定され
ており、例えば溶接されている。中央スリーブに取付け
られたフランジリング12はO−リング13を介して内
側の滴加板9に当接しており、リングナツト14の作用
により内側の滴加板を外側の滴加板10に圧着する。反
対側を回転させることによって、滴加板9及び10に取
付けられているノズル体(後に説明する)の有効開口横
断面が変化される。
中央スリーブ11にはねじ件部材15が設けられており
、このねじ付部材内で中央のねじポルト29が移動する
。このねじポルトはカバー4におけるガイド16内でシ
ール部材17を介して外方へ案内されており、さらに操
作装置18を備えている。操作装置はハンドル又は制御
されるモータ駆動装置として形成されている。
この操作装置によって、内側の滴加板9と密接に当接す
る外側の滴加板10とから成る容器底が所望の高さに調
整される。高さ調整は、容器1の壁に対して、ひいては
容器の下に設けられた冷媒容器7に対して相対的に行わ
れる。
調整軸線19は、カバー4から円筒体軸線A。
−Aに対して平行に、しかもこの円筒体軸線に対して半
径方向に寸法aだけずらされて延びている。第2の操作
装置20によって生ぜしめられる回転運動は、調整軸線
19の下端部に設けられた偏心体21に伝達される。偏
心体の回転軸は内側の滴加板9に支承されており、これ
に対して偏心体の作用点は外側の滴加板肉に位置してい
る。このことによって、外側の滴加板10は内側の滴加
板9に対して容器lの円筒体軸線A−Aを中心にして小
さな角度寸法だけ調整される。
内側の滴加板9はノズル入口体22を備えており、該ノ
ズル入口体はノズル孔23と、外側の温顔板側に7ラン
ジ状の拡幅付加部24とを有している。図示の実施例で
は、内側の滴加板9内のノズル入口体22は簡単に交換
可能に嵌込まれている。
類似の形式で、外側の滴加板10に交換可能なノズル状
の滴下体25が嵌込まれており、この滴下体は内側の滴
加板9の側に7ランジ状の拡幅付加部26を備えている
。滴下体25の7ランジ状の拡幅付加部26はノズル入
口体22の拡幅付加部24と協働する。互いに密接して
位置する滴加板9.10によって、ノズル体は滴加板肉
に保持される。
滴下体25は滴下ノズル孔27を備えておりさらにこの
滴下ノズル孔の下方範囲に特別に形成された滴下エツジ
28を備えている。滴下エツジは処理すべき物質に相応
して種々の形状に形成することができる。最適な形状は
その都度実験によって検出され、従ってその都度支配さ
れる条件下でノズル体からの液滴の均一かつ一定の輪郭
が保証されている。表面張力の影響も、滴下体のために
種々の材料を選ぶことによって実験に基づいて最良にす
ることができる。
第2図から明らかなように、内側の滴加板9には別のノ
ズル入口体が、かつ外側の滴加板IOには別の滴下体が
、実施例では雨滴前板の中央の周りに半径に沿って配置
されている。各−対のノズル入口体と滴下体とが一緒に
調整可能なノズルを形成しており、この際有効ノズル開
口の調整は偏心体21によって全てのノズルのために一
緒に行われ、しかも前記偏心体は操作装置20を介して
調整可能である。このことによって流過量は所望の値に
調節される。
ノズル入口体22及び滴下体25は有利には特殊鋼又は
適当なプラスチック結合材から製造されている。材料選
択は、−面では処理すべき物質との調和に従い、多面で
は液滴の制御される輪郭を有利にする前記の最良の表面
張力特性に従う。
液状物質容器1内に規定のレベルで注入される液体又は
ペースト物質は、静的な固有圧の作用下で、又は容器の
底に組込まれたノズル体を通る圧力媒体によって容器を
負荷することによって圧縮される。滴下エツジ形状を適
当に選ぶことによって、及び有効ノズル開口及び滴下高
さh(冷却液浴の表面から測った間隔)によって、滴下
エツジ28に形成される液滴は規則正しく、かつ一定の
液滴形状で分離することができる。軽粘稠の物質のため
には、例えば有効ノズル開口は0.7mmと2.0mm
との間の大きさが有利であることが判明している。
最適な値は、そ・れがすでに知られていない限りでは前
実験で検出され、製造運転に付加的なこの前実験のため
に前述の装置は特に適している。このために、−様の直
径を有する滴下体の代わりに、外側の滴加板において種
々の範囲に、例えば種々のセクタに、段階を付けたノズ
ル直径もしくは種々異なる滴下エツジ形状を有する滴下
体が備えられる。滴下体のための種々の材料も、同時に
使用することができる。このような調整実験中に、例え
ば、冷媒容器7の壁に設けられたのぞき穴31を介して
種々の液滴形状が観察され、従って後続の製造運転のた
めに、新たに処理される物質のために最適なノズルを簡
単に選択することができる。接続されたプロセス制御ユ
ニットには、後の製造運転のために検出された最適なデ
ータが記憶される。
永久運転でも滴下体の機能が、該滴下体の下に存在する
冷媒に関して保証されるように、容器底が加熱装置32
を備えている。このことによって、滴下体の周りの範囲
では、処理すべき物質の凝固温度よりわずかに高い温度
が維持される。
容器1は原則的には任意の形状を有している。特に、熱
気・滅菌法を使用して無菌物質を処理するためには、円
筒体形状が有利である。熱気は、例えば適当に形成され
る熱気入口30を介してほぼ接線方向で容器内部に導入
され、それによって、円筒状の容器壁によって助成され
て熱気の良好なうすが形成され、従って内室のすべての
部分に熱気が到達する。ノズル開口も滅菌する熱気流に
さらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は冷却液浴の上方に配置され滴加装置を備えた液
状物質容器の下方範囲を示す概略的断面図、第2図は滴
加板の実施例を示す平面図、第3図は嵌込まれt;ノズ
ル体を有する滴加円板の拡大図である。 l・・・容器、2・・・入口、3・・・充てん位置表示
部材、4・・・カバー 5・・・シール部材、6・・・
フランジ、7・・・冷媒容器、8・・・滴加装置、9・
10・・・滴加板、11・・・中央スリーブ、12・・
・フランジリング、13・・・0−リング、14・・・
リングナツト、15・・・ねじ件部材、16・・・ガイ
ド、17・・・シール部材、18・・・操作装置、19
・・・調整軸線20・・・操作装置、21・・・偏心体
、22・・・ノズル入口体、23・・・ノズル孔、24
・・・拡幅付加部25・・・滴下体、26・・・拡幅付
加部、27・・・滴下ノズル孔、28・・・滴下エツジ
、29・・・ねじボルト、30・・・熱気入口、31・
・・のぞき穴、32・・・加熱装置 FIG、2 手 続 補 正 (方式) %式% 事件の表示 平成 1 年 特許願 第 237365発明の名称 液状物質の凍結ペレット化装置 補正をする者 事件との関係 特許出願人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、液滴を凍結凝固させるに充分な低温を有する冷却液
    中へ液状物質を滴加して凍結ペレット化する装置であっ
    て、調整可能な多数の貫通孔を備えた滴加装置を有する
    底部を具備した液状物質容器(1)が設けられており、
    貫通孔の調整のために互いに運動可能な複数の滴加板(
    9、10)が設けられている形式のものにおいて、少な
    くとも冷却液に面した滴加板にノズル状の滴下体(25
    )が設けられており、この滴下体が交換可能な挿入体と
    して形成されていることを特徴とする液状物質の凍結ペ
    レット化装置。 2、外側の滴加板(10)内に挿入された滴下体(25
    )が、内側の滴加板(9)内のノズル入口体(22)と
    協働している請求項1記載の装置。 3、ノズル入口体(22)と滴下体(25)とが互いの
    接触範囲にフランジ状の拡幅された付加部(24、26
    )を備えている請求項2記載の装置。 4、液状物質容器(1)が円筒体として形成されており
    、滴加装置の外側の滴加板(10)が液状物質容器の円
    筒体軸線(A−A)回りに回転可能である請求項1記載
    の装置。 5、外側の滴加板(10)内に挿入された滴下体(25
    )が、内側の滴加板(9)内のノズル入口体(22)と
    協働しており、互いに共働するノズル入口体(22)と
    滴下体(25)とが円筒体軸線(A−A)の回りで半径
    に沿って滴加板(9、10)に配置されている請求項4
    記載の装置。 6、外側の滴加板(10)の調整のために偏心体装置(
    19、20、21)が設けられており、その回転軸線(
    B−B)が円筒体軸線(A−A)に対して平行であり、
    かつ円筒体軸線に対して偏位量(a)だけ離れている請
    求項4記載の装置。 7、外側の滴加板(10)内に挿入された滴下体(25
    )が、第2の内側の滴加板(9)内のノズル入口体(2
    2)と協働しており、内側の滴加板(9)と外側の滴加
    板(10)とから成る滴加装置が円筒形の容器壁の内部
    で調整装置(18、15、29)によって高さ調整可能
    であり、これにより、滴下体(25)と、その上方に位
    置する冷却液浴の表面との間隔(h)が調整される請求
    項4記載の装置。 8、滴加板(9、10)が加熱装置(32)によって加
    熱可能である請求項1記載の装置。
JP1237365A 1988-09-16 1989-09-14 液状物質の凍結ペレット化装置 Pending JPH02191538A (ja)

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CH3473/88A CH677141A5 (ja) 1988-09-16 1988-09-16
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