JPH04227839A - 溶解性粉末状材料の顆粒化方法および装置 - Google Patents
溶解性粉末状材料の顆粒化方法および装置Info
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- JPH04227839A JPH04227839A JP3113120A JP11312091A JPH04227839A JP H04227839 A JPH04227839 A JP H04227839A JP 3113120 A JP3113120 A JP 3113120A JP 11312091 A JP11312091 A JP 11312091A JP H04227839 A JPH04227839 A JP H04227839A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
- B01J2/16—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by suspending the powder material in a gas, e.g. in fluidised beds or as a falling curtain
-
- A—HUMAN NECESSITIES
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- A23F5/38—Agglomerating, flaking or tabletting or granulating
-
- A—HUMAN NECESSITIES
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- A23P10/20—Agglomerating; Granulating; Tabletting
- A23P10/22—Agglomeration or granulation with pulverisation of solid particles, e.g. in a free-falling curtain
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶解性の粉末状材料を
処理する方法に関する。本発明はまた、この方法を実行
するための装置に関する。
処理する方法に関する。本発明はまた、この方法を実行
するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶解性のインスタントコーヒーのような
粉末状製品は、通常、粒子の湿潤可能性と溶解性とを改
善し、粒子の平均直径を大きくするために、塊状にされ
る。塊状にされるべき材料は、水蒸気の強力な高速ジェ
ットに作用に曝される。粒子の表面は、通常、充分な塊
状と充分な表面構造とを得るために、水蒸気により徹底
的に湿潤されなければならない。ＥＰ２０７３８４は、
粉末状の材料を塊状にし、その表面構造を改良する方法
と装置とを記載している。しかし、この既知の装置にお
いては、湿潤領域が、良好な塊状化と黒化とを得るため
の充分な長さを有せず、加えて、比較的短い稼働期間で
、装置が詰まることがあり得る。
粉末状製品は、通常、粒子の湿潤可能性と溶解性とを改
善し、粒子の平均直径を大きくするために、塊状にされ
る。塊状にされるべき材料は、水蒸気の強力な高速ジェ
ットに作用に曝される。粒子の表面は、通常、充分な塊
状と充分な表面構造とを得るために、水蒸気により徹底
的に湿潤されなければならない。ＥＰ２０７３８４は、
粉末状の材料を塊状にし、その表面構造を改良する方法
と装置とを記載している。しかし、この既知の装置にお
いては、湿潤領域が、良好な塊状化と黒化とを得るため
の充分な長さを有せず、加えて、比較的短い稼働期間で
、装置が詰まることがあり得る。
【０００３】
【本発明の課題】本発明の課題は、粒子が長い領域にお
いて湿潤され、詰まりの危険が最小であり、得られた塊
がインスタント性と表面性とにおいて改良されている、
溶解性の粉末状材料の改良された処理方法を提供するこ
とである。
いて湿潤され、詰まりの危険が最小であり、得られた塊
がインスタント性と表面性とにおいて改良されている、
溶解性の粉末状材料の改良された処理方法を提供するこ
とである。
【０００４】
【目的を達成するための手段】本発明の方法においては
、中心を流れる粉末状の材料が、該流れに同心で下流方
向に流れる二つのガス流により湿潤され、その内少なく
とも外側のガス流が水蒸気である。内側のガス流は空気
または水蒸気である。このガス流の作用は、粉末状粒子
が互いに付着することを防ぐことである。内側のガス流
は外側のガス流よりも高速であり、速度の相違は、製品
の処理量と製品のタイプとに依存しており：製品処理量
が高くなれば、それだけ、内側のガス流の外側のガス流
に対する速度比が大きくなる。この比は１：１から８：
１の間にある。外側のガス流の作用は、粉末の流れが出
来るだけ長い間、均一であることを保証することである
。二つの流れが粒子の湿潤をもたらし、湿潤領域を塊状
化が改良される程度に相当長くさせる。外側の流れの他
の作用は、ジェット内に引き入れられる２次空気を出来
るだけ少なくすることを保証することである。
、中心を流れる粉末状の材料が、該流れに同心で下流方
向に流れる二つのガス流により湿潤され、その内少なく
とも外側のガス流が水蒸気である。内側のガス流は空気
または水蒸気である。このガス流の作用は、粉末状粒子
が互いに付着することを防ぐことである。内側のガス流
は外側のガス流よりも高速であり、速度の相違は、製品
の処理量と製品のタイプとに依存しており：製品処理量
が高くなれば、それだけ、内側のガス流の外側のガス流
に対する速度比が大きくなる。この比は１：１から８：
１の間にある。外側のガス流の作用は、粉末の流れが出
来るだけ長い間、均一であることを保証することである
。二つの流れが粒子の湿潤をもたらし、湿潤領域を塊状
化が改良される程度に相当長くさせる。外側の流れの他
の作用は、ジェット内に引き入れられる２次空気を出来
るだけ少なくすることを保証することである。
【０００５】水蒸気の二つの流れは、規則的な湿潤が得
られるように、円形であり、流れの全周において速度が
等しくなっている。
られるように、円形であり、流れの全周において速度が
等しくなっている。
【０００６】本発明によれば、内側のガス流が外側のガ
ス流よりも薄い。さらに、内側のガス流は真っ直ぐであ
るか、回転する。
ス流よりも薄い。さらに、内側のガス流は真っ直ぐであ
るか、回転する。
【０００７】導入される水蒸気は、温度１００°から１
３０°の範囲で、圧力から１．５バールの範囲において
、過熱または飽和される。多くの場合、温度は焼く１０
０℃であり、圧力は１バール程度である。飽和した水蒸
気の中に、細かい水滴が存在する霧を湿った蒸気として
使用することも可能である。水蒸気以外のガス中に微小
な水滴を散在させた霧からなる、他の含水ガスを使用し
てもよい。
３０°の範囲で、圧力から１．５バールの範囲において
、過熱または飽和される。多くの場合、温度は焼く１０
０℃であり、圧力は１バール程度である。飽和した水蒸
気の中に、細かい水滴が存在する霧を湿った蒸気として
使用することも可能である。水蒸気以外のガス中に微小
な水滴を散在させた霧からなる、他の含水ガスを使用し
てもよい。
【０００８】この方法は、流れ、湿潤性、溶解性、硬度
、色などに関する特性を改良しようとする粉末状材料、
例えば、粉末状食品に適している。塊状にされ、または
黒色化された粉末状食品は、溶解性コーヒー、溶解性紅
茶、溶解性チコリ粉末、溶解性穀物抽出粉末、ミルク粉
末、乳糖、含水炭素ベースの飲料を包含している。 これらの材料の混合物もまた、塊状にされ、または黒色
化され得る。
、色などに関する特性を改良しようとする粉末状材料、
例えば、粉末状食品に適している。塊状にされ、または
黒色化された粉末状食品は、溶解性コーヒー、溶解性紅
茶、溶解性チコリ粉末、溶解性穀物抽出粉末、ミルク粉
末、乳糖、含水炭素ベースの飲料を包含している。 これらの材料の混合物もまた、塊状にされ、または黒色
化され得る。
【０００９】本発明の方法を採用した場合には、塊状に
されない粉末状材料の比率は、従来のノズルを使用した
場合に較べて低い。
されない粉末状材料の比率は、従来のノズルを使用した
場合に較べて低い。
【００１０】本発明は、また、粉末状の材料を供給する
ための充填管を有する、前記方法を実行するための装置
にして、前記充填管に同心な二つの湿潤手段を有し、内
側の湿潤手段は円形のスロットにより形成され、外側の
湿潤手段は環状の焼結金属板により形成されており、ま
た、材料の充填管の開口、ガス流のスロットの開口、お
よび水蒸気供給のための焼結金属板の開口が、ほぼ同一
平面内に存在することを特徴とする装置に関する。
ための充填管を有する、前記方法を実行するための装置
にして、前記充填管に同心な二つの湿潤手段を有し、内
側の湿潤手段は円形のスロットにより形成され、外側の
湿潤手段は環状の焼結金属板により形成されており、ま
た、材料の充填管の開口、ガス流のスロットの開口、お
よび水蒸気供給のための焼結金属板の開口が、ほぼ同一
平面内に存在することを特徴とする装置に関する。
【００１１】本装置は、ガス流を供給し制限するため１
個または２個の区画を有して良い。２個の区画を配置し
た場合には、ガスの圧力と流量が、それぞれ独立に調整
可能である。
個または２個の区画を有して良い。２個の区画を配置し
た場合には、ガスの圧力と流量が、それぞれ独立に調整
可能である。
【００１２】１個の区画を配置した場合には、水蒸気の
供給率は、スロット開口の形状、焼結金属板の多孔性に
よって変化させることが出来る。
供給率は、スロット開口の形状、焼結金属板の多孔性に
よって変化させることが出来る。
【００１３】上記板は、板の全表面にわたり均一に分布
された非常に多数の微小な孔を有している。焼結金属板
のタイプに依存して、孔の平均直径は１０から２００μ
ｍ程度である。この板により得られる水蒸気速度は、ス
ロットにおけるものよりも低い。例えば、スロット内の
速度と、焼結金属板内の速度とは、それぞれ２０から３
０ｍ／ｓ、および１０ｍ／ｓかそれ以下である。スロッ
トの開口は、焼結金属板の幅よりも狭い。上述したよう
に、製品流れの湿潤を改良するために、追加の湿潤手段
を設けることも可能である。この追加の湿潤手段は、製
品流れの中心部に置かれ、上記した平面内に、また開口
を有している。この追加のノズルを通る流れの速度は２
０から１００ｍ／ｓである。
された非常に多数の微小な孔を有している。焼結金属板
のタイプに依存して、孔の平均直径は１０から２００μ
ｍ程度である。この板により得られる水蒸気速度は、ス
ロットにおけるものよりも低い。例えば、スロット内の
速度と、焼結金属板内の速度とは、それぞれ２０から３
０ｍ／ｓ、および１０ｍ／ｓかそれ以下である。スロッ
トの開口は、焼結金属板の幅よりも狭い。上述したよう
に、製品流れの湿潤を改良するために、追加の湿潤手段
を設けることも可能である。この追加の湿潤手段は、製
品流れの中心部に置かれ、上記した平面内に、また開口
を有している。この追加のノズルを通る流れの速度は２
０から１００ｍ／ｓである。
【００１４】ガス流の擾乱を最小にするため、孔と調節
表面とを有するリングがスロットに配置されねばならな
い。これら孔と調節表面とは真っ直ぐであっても、傾斜
していてもよい。
表面とを有するリングがスロットに配置されねばならな
い。これら孔と調節表面とは真っ直ぐであっても、傾斜
していてもよい。
【００１５】湿潤領域において支配的な状況の下で、粒
子は、比較的長い領域にわたり、低い相対速度で互いに
接触し、塊状化の確率が増加するものと想定される。
子は、比較的長い領域にわたり、低い相対速度で互いに
接触し、塊状化の確率が増加するものと想定される。
【００１６】本発明の塊状化ノズルは、多くの適用例に
対して、すなわち、例えばコーヒー代用品やココアベー
スの飲料などの単なる塊状化、または、例えばコーヒー
抽出物におけるような噴霧乾燥塊状化、あるいは、既に
最終の大きさになっている粒子の黒色化または表面形成
にさえ使用される。
対して、すなわち、例えばコーヒー代用品やココアベー
スの飲料などの単なる塊状化、または、例えばコーヒー
抽出物におけるような噴霧乾燥塊状化、あるいは、既に
最終の大きさになっている粒子の黒色化または表面形成
にさえ使用される。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の装置の好適実施例を添付の図
面を参照して詳細に説明する。ココアを含む飲料粉末の
塊状化、図１。成分の混合物が、輸送システム２０によ
り、粉末供給器１８に運ばれる。粉末供給器１８は、調
節容器２１、計量スクリュウ２２、駆動モータ２３、供
給ホッパ２４とから構成されている。ここから、ノズル
１３へ粉末が均一に供給される。乾燥塔１４において、
粒子間に形成された液体ブリッジが、乾燥器１９の流動
床において最早崩壊することがない程度に、結晶化によ
り強化される。篩い１５が、過大な大きさの粒子を除去
し、該粒子はミル１６を介して元へ戻され、最終製品３
０は充填ステーションへ送られる。
面を参照して詳細に説明する。ココアを含む飲料粉末の
塊状化、図１。成分の混合物が、輸送システム２０によ
り、粉末供給器１８に運ばれる。粉末供給器１８は、調
節容器２１、計量スクリュウ２２、駆動モータ２３、供
給ホッパ２４とから構成されている。ここから、ノズル
１３へ粉末が均一に供給される。乾燥塔１４において、
粒子間に形成された液体ブリッジが、乾燥器１９の流動
床において最早崩壊することがない程度に、結晶化によ
り強化される。篩い１５が、過大な大きさの粒子を除去
し、該粒子はミル１６を介して元へ戻され、最終製品３
０は充填ステーションへ送られる。
【００１８】インスタントコーヒーの噴霧乾燥と塊状化
、図２。高温空気の流れに平行に噴霧された抽出物２８
は、篩い１５に到達する前に、乾燥塔１４内に乾燥され
る。篩い１５と水空気塵埃分離器２６とから、微細な粒
子２９が輸送システム２０を介して収集され、熱交換器
２７により冷却され、ミル２５において微細化される。 製品は、粉末供給器１８を通り、ノズル１３に送られる
。粉末供給器１８は、調節容器２１、計量スクリュウ２
２、駆動モータ２３、供給ホッパ２４とから構成されて
いる。ノズル１３を通過後、水蒸気により湿潤された粉
末が、一体になった乾燥塔１４へ入り、そこで、抽出物
が噴霧されるのと同時に乾燥される。篩い１５が過大な
大きさの粒子を除去し、該粒子はミル１６を介して元へ
戻され、最終製品３０は充填ステーションへ送られる。
、図２。高温空気の流れに平行に噴霧された抽出物２８
は、篩い１５に到達する前に、乾燥塔１４内に乾燥され
る。篩い１５と水空気塵埃分離器２６とから、微細な粒
子２９が輸送システム２０を介して収集され、熱交換器
２７により冷却され、ミル２５において微細化される。 製品は、粉末供給器１８を通り、ノズル１３に送られる
。粉末供給器１８は、調節容器２１、計量スクリュウ２
２、駆動モータ２３、供給ホッパ２４とから構成されて
いる。ノズル１３を通過後、水蒸気により湿潤された粉
末が、一体になった乾燥塔１４へ入り、そこで、抽出物
が噴霧されるのと同時に乾燥される。篩い１５が過大な
大きさの粒子を除去し、該粒子はミル１６を介して元へ
戻され、最終製品３０は充填ステーションへ送られる。
【００１９】ノズルの構造、図３。製品はホッパ９を通
り、粉末管８へ入る。流量計２の後で、水蒸気は飽和、
過熱ユニット１を通る。温度と圧力とが３において計測
される。スプリットされた水蒸気室３１は、入り口１２
において充填される。そこから、水蒸気は、孔６をもつ
リングを通り隙間５から流れ出る。調整板７が、水蒸気
の流れの方向を決める。水蒸気は対応して、焼結金属板
４に都合良く調節される。それは、入り口１１を通り、
中間板３３とスプリット管３４とによりスプリット水蒸
気室３１から分離された焼結金属水蒸気室３２へ入る。 水蒸気は、低い速度で、非常に微細な水滴の霧を伴って
焼結金属板４から流れ出る。二つの室３１、３２に蓄積
された凝縮液は、凝縮液出口１０を通り出て行く。
り、粉末管８へ入る。流量計２の後で、水蒸気は飽和、
過熱ユニット１を通る。温度と圧力とが３において計測
される。スプリットされた水蒸気室３１は、入り口１２
において充填される。そこから、水蒸気は、孔６をもつ
リングを通り隙間５から流れ出る。調整板７が、水蒸気
の流れの方向を決める。水蒸気は対応して、焼結金属板
４に都合良く調節される。それは、入り口１１を通り、
中間板３３とスプリット管３４とによりスプリット水蒸
気室３１から分離された焼結金属水蒸気室３２へ入る。 水蒸気は、低い速度で、非常に微細な水滴の霧を伴って
焼結金属板４から流れ出る。二つの室３１、３２に蓄積
された凝縮液は、凝縮液出口１０を通り出て行く。
【００２０】図５は、図３の線Ｖ−Ｖに沿う焼結金属板
の断面である。図４は、図３の記載に対応し、中央水蒸
気ジェットを設ける追加の可能性を示している。それは
、管３５を通して導入される。出口速度は、中央ノズル
開口３６を通って変化する。
の断面である。図４は、図３の記載に対応し、中央水蒸
気ジェットを設ける追加の可能性を示している。それは
、管３５を通して導入される。出口速度は、中央ノズル
開口３６を通って変化する。
【００２１】
【工程例】１時間に１トンの粉末を送る供給率では、内
部ジェットは１．３バールで２５ｋｇ／ｈの水蒸気であ
る。 スプリットリング５では、水蒸気量は１．１バール、１
０５℃、３０ｍ／ｓで、６０ｋｇ／ｈである。同心の外
側水蒸気（焼結金属板）は、１．１５バール、１０２℃
、７ｍ／ｓで、１００ｋｇ水蒸気／ｈである。流れ出る
粉末ジェットは、少なくとも１ｍの間は、流入する２次
空気の渦に影響されることはない。
部ジェットは１．３バールで２５ｋｇ／ｈの水蒸気であ
る。 スプリットリング５では、水蒸気量は１．１バール、１
０５℃、３０ｍ／ｓで、６０ｋｇ／ｈである。同心の外
側水蒸気（焼結金属板）は、１．１５バール、１０２℃
、７ｍ／ｓで、１００ｋｇ水蒸気／ｈである。流れ出る
粉末ジェットは、少なくとも１ｍの間は、流入する２次
空気の渦に影響されることはない。
【図１】塊状化に使用される装置の概略図。
【図２】噴霧乾燥と塊状化に使用される装置の概略図。
【図３】図１の装置の部分的立面断面の概略図。
【図４】装置の第２実施例の部分的立面断面の概略図。
【図５】図３の線Ｖ−Ｖに沿う断面図。
１８ 粉末供給器
２１ 調節容器
２４ 供給ホッパ
１３ ノズル
１４ 乾燥塔
１９ 乾燥器
１５ 篩い
３０ 製品
２８ 抽出物
９ ホッパ
８ 粉末管
１ 飽和、過熱ユニット
３１ スプリット水蒸気室
４ 焼結金属板
３２ 焼結金属水蒸気室
Claims (16)
- 【請求項１】 溶解性の粉末状の材料を処理する方法
にして、中心を流れる粉末状の材料が、該流れに同心で
下流方向に流れる二つのガス流により湿潤され、その内
少なくとも外側のガス流が水蒸気であることを特徴とす
る方法。 - 【請求項２】 前記内側のガス流が空気または水蒸気
であることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記内側のガス流が外側のガス流より
も高速であることを特徴とする請求項１または２に記載
の方法。 - 【請求項４】 前記内側のガス流の外側のガス流に対
する速度比が１：１から８：１であることを特徴とする
請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 前記二つのガス流が円形であり、流れ
の全周において速度が等しいことを特徴とする請求項１
から４までのいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項６】 前記内側のガス流が外側のガス流より
も薄いことを特徴とする請求項１から５までのいずれか
一項に記載の方法。 - 【請求項７】 前記内側のガス流が真っ直ぐであるか
、回転することを特徴とする請求項１から６までのいず
れか一項に記載の方法。 - 【請求項８】 温度が１００°から１３０°の範囲に
あり、圧力が１から１．５バールの範囲にある飽和また
は加熱蒸気が使用されることを特徴とする請求項１から
７までのいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項９】 前記粒子材料が、追加の水または水蒸
気の流れにより、粉末状製品流れの中心にまで湿潤され
ることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一項
に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記粒子材料が、溶解性のコーヒー
または含水炭素ベースの混合飲料であることを特徴とす
る請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１１】 材料を供給するための充填管を有す
る、溶解性の粉末状材料を処理する装置にして、前記充
填管に同心な二つの湿潤手段を有し、内側の湿潤手段は
円形のスロットにより形成され、外側の湿潤手段は環状
の焼結金属板により形成されており、材料の充填官の開
口、ガス流のスロットの開口、および水蒸気供給のため
の焼結金属板の開口が、ほぼ同一平面内に存在すること
を特徴とする装置。 - 【請求項１２】 前記スロットのスリット開口が焼結
金属板の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１１に
記載の装置。 - 【請求項１３】 前記二つの湿潤手段が１個または２
個の室をなしていることを特徴とする請求項１１または
１２に記載の装置。 - 【請求項１４】 同心で、かつ充填管の中心に位置す
る追加の湿潤手段を有することを特徴とする請求項１１
または１２に記載の装置。 - 【請求項１５】 孔と調節板とをもつリングが、前記
スロットに配置されていることを特徴とする請求項１１
から１４までのいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１６】 前記孔と調節板とが真っ直ぐである
か、または傾斜していることを特徴とする請求項１５に
記載の方法。
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