WO2004091761A1

WO2004091761A1 - 粉体原料と液体原料のミキシング方法

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Publication number: WO2004091761A1
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Inventors: Naganobu Hayabusa
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Publication date: 2004-10-28
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Abstract

粒子が微細な粉体原料と液体原料のミキシングにおいて、両原料の結合むらをつくってからこれを攪拌混合して均一化しようとする従来技術の非効率を克服するために、円筒の内壁に沿って回転させる粉体原料に微粒子化した液体原料を回転軸の側から加える効率的な加水の方法を提供する。円筒内壁に沿って回転する粉体原料に届く回転羽根に生じさせる加速度により粉体原料を円筒の内壁に沿って回転させ、その回転軸側で、粉体原料に届くことのない羽根の先端部あるいは側端部から放つ液体原料を微粒子化させる加速度を羽根の先端部あるいは側端部に生じさせ、円筒の内壁に沿って回転する粉体原料に微粒子化した液体原料を回転軸の側から加える。円筒の内壁に沿った粉体原料の層の回転軸側で液体原料と結合して質量を増した結合物は内壁側に移動し、質量の小さな未結合の粉体原料が回転軸側の表層に表れて微粒子状の液体原料と効率よく結びつく。

Description

明細書粉体原料と液体原料のミキシング方法技術分野

この発明は、粉体原料と液体原料を結合させるミ '技術に関するものである技景

小麦粉にをカロえて製麵用の生地をつくる際の攪拌混合は、粉体原料に液体原料を結合させる従来技術の典型的な一例である。さまざまな形状の攪拌羽根や攪拌棒を持つ攪拌混合型のミキサ一が使用されてきた。しかし、 « ^の生地つくりのように小麦粉に対して重量比 3 0 %から 4 0数％の加水をおこなうにも、また手加麵の生地つくりのように 4 0数％から 5 0 %の加水をおこなうにも、 2 0分に近レ、時間を要する。しかも、 2 0分に近い攪拌混合によって： ¾7_Κを小麦立子の全てにゆきわたらせることができるわけではなレヽ。粒子力 S微細でその粒子の間に多量の空気を含む小麦粉のような粉 f本原料の、一旦結合むらを生じさせると結合むらを容易に解消することができな V、。微細な粒子の間に雜する »細な単位の空気は粉体粒子に付着する性質を示すため、拡散しょうとする液体原料に空気が道を譲らなレ、ためである。すると拡散に長レ、時間を要するだけでなく、小麦粉のように先に生成されたダルテン糸且織が攪掛昆合の力で破壊される性質を持つ粉体原料のには、攪拌混合をあるまでしかおこなうことができない。攪拌混合によって新たに生成されるダルテン紙織の量と、それまでに生成されたダルテン紙織が破壊される量がバランスする時点カ攪拌混合の限界である。それ以上に攪拌混合を続けると生成されるグルテン紙織の量より破壊されるグルテン糸: E織の量が多くなり、攪拌混合を続けることによつて得ることができるグルテン繊は減少する。従って破壊されるグノレテン糸_§|哉の量が多くなる前に攪昆合を打切るのであるが、生地の中には、過剰に加水された部分や未加水の部グルテンの繊が破壊された部分が多ぐ雜し、これが加水率が 5 0 %以下でも生地ゃ麵が粘着したり、乾燥に際して麵が伸びたりする原因となる。そのため生地ゃ麵が製麵 «に粘着する性質を減らし、麵と麵とが粘着する性質を減らし、麵の重量を軽くしょうとカロ水率を低くする。すると、加水率を低くしたためにダルテン組織の量が減って伸びやすくなり^ I環をきたす。現在用レ、られている攪拌混合型のミキサ一は、旧来型のパッチタイプのミキサーも新型の連水混合型のミキサーも、大なり小なりこのような問題を抱えてレ、る。

小麦粉に重量比 6 0 %以上の水や牛乳や卵などの水分を加えて製パン用の生地をつくる攪拌混合も、粉体原料と液体原料とを結合させる従来技術の典型的な例である。加水率が高く生地が柔らカ^、ので生成されたグルテンの糸 ii が攪掛昆合によつて破壌される度合いは製麵用の生地つくりに比べれば少ないが、 τΚや牛乳の中でも小麦粉がだまをつくることからも明らかなように、製麵用の生地に比べれば格段に加水率が高い製パン用の生地つくりにおいても小麦粉の中の空気は水分の拡散を阻み、小麦粉に水分を均一にゆきわたらせるまでに少なからぬ時間を要する原因となっている。小麦粉と水分が均一化するまでの生地は粘着する性質が甚だしく、攪裕昆合の時間が経過して水分が均一になると生地が粘着する性質が減って滑らかになる。製パン用の生地つくりにおいて原料を攪拌する目的は、水分を小麦粉全体にゆきわたらせることと、その結果生じたダルテンを組織化するために担ねをおこなうことにある。攪 ?昆合に要する時間のうち、水分を全体にゆきわたらせるために費やす時間の割合は大きレ、。本願出！^者は、小麦粉のように粒子力 s微細で、そのため立子と ί子の間に微細な単位の空気を多量に含む粉体原料に加水をおこなうに際しては、当初に加水むらをつくることなく、両者を当初から均等に結びつける加水をおこなうことが肝要で、そのような方法で加水をおこなうことによつて生地つくりや製麵が抱えてレ、る多くの問題を解決することができるとして特願昭 4 7— 4 2 6 2 8を出願した。

その後、この加水技術を擬似的に実用化する装置として、日本製粉株式会社から小麦粉力口水用のフロージエツター、株式会社昭和産業から小麦粉加水用のタービュライザ、日清製粉株式会社から小麦粉加水用のスーパーターボカ湘次いで発売されて広く使用されるようになつた。現在もその変开趣が供給されている。

小麦粉加水用のフロージェッタ一は、株式会ネ: fc¾、研の加湿用フロージェッターを/ Jヽ麦粉への加水に適するように改めたもので、落下させた原料を微粒子化して接線方向に飛ばす作用をする円盤の回 ISi度を速め、円盤の周辺部に攪拌用のピンを多ける改造を施した装置である。小麦粉への加水を連続化する上で有用な装置である。

しかし、次のような問題がある。この装置において塩水などの液体原料は円盤上に筒状に落下するので装置が水平に設置されてレ、れば液体原料は全円周方向に均等に飛ばされる。し力、し、小麦粉は円盤の中心の辺りにただ落下させるだけなので中心の周囲に均等に落下するわけではなく、方向によって小麦粉が飛ばされる量に大きな差が生じる。そのため小麦粉と: t^ などの液体原料はむらのある結合をして排出される。

小麦粉のように粒子力 s微細でその粒子間に據する空気が水分の移動を阻む性質を持つ粉体にこのような加水むらをつくると、円盤の周辺のピンや羽根で攪拌してもこの加水むらを容易に均一化することができなレ、。そのためフロージェッターから排出後に別途均一ィ匕を促がす擾拌混合をおこなわなければならなレ、。さらに良質な生地を求めれば水分の均一ィ匕を待っための寝かし熟成の工程を必要とする。また、この結合むら力 S原因で小麦粉加水用のフロージエツターからは水分と未結合の小麦粉が漂レ、出るので髓装置が必需品となる。

粉体原料と液体原料を同時に円盤上に落下させて微粒子ィ匕させるこの仕組みは、パッチタイプのミキサ一に用いることはできなレ、。またこのタイプの装置は、粉体原料と液体原料の供給を開始する際と、供給を停止する際に両原料を中のような比率で供給することが困難なので少量の原料処理には向かなレ、。

小麦、加水用のタービュライザは、糸田川ミクロ ^式会社の連« ？昆合用のタービュライザのパドルの回繊度を早めたもので、小麦粉への加水を連続化する上で有用な装置である。し力し、次のような問題がある。

円筒の一端の上部から供給される小麦粉が円筒内壁に沿って回転する間に小麦粉の供給口に «して円筒上に設けられた' ¾ _Kノズルから ϋなどの液体原料が供給される。そのため、液体原料は ¾ζΚノズルの直下を通過する小麦粉に過剰に加えられる。そして直後に、高速で回転するパドルによって微粒子ィ匕され、未加水の小麦粉と攪掛昆合されて他端から排出される。ノズルの直下で過剰な液体原料と結合して一^]口水むらを生じた粉体原料は、パドルで碎かれ、その周囲に却口水の小麦粉を伴う状態になるが、これまで述べてきたように小麦粉の中の空気に水分の移動を阻まれるのでやはり容易には均一化しない。

この加水装置では、小麦粉などの粉体原料を円筒内壁に層を形成するほど多量に供給すると非常に効率が悪くなり、両原料を均一に結合させることがますます困難になる。 ¾ΤΚノズルの下でなどの液体原料と過剰に結合した小麦粉は、攪拌羽根でたた力^ て微粒子ィ匕されても液体原料と結合して質量を増してレ、るので円筒内壁の側に留まろうとする。一方、 ifeKと結合してレヽなレ、質量が小さな小麦粉は層の回転軸の側に留まろうとする。このため層の内壁側の加水小麦粉と回転軸側の未加水小麦粉との混合が物理的に拒まれるので液体原料の移動がますます進まなレヽ。それゆえこの化袓みの装置では、小麦粉が層を形成することがないように、粉体原料は少量ずつ供給される。しカゝし、小麦粉を少量ずつ供給しても加水むらは解消されずに排出されるので、排出後に水分を均ーィ匕させるための攪拌混合の工程を要し、さらに良質な生地を求めればさらなる均一化の進行を待っための寝かし熟成の工程を必要とする。

この tb袓みは、羽根の向きや、粉体原料の投入口や、、餘ノズルの数や、結合物の取出し口などを改めても、粉体原料が層をつくるパッチタイプのミキサーとして用いることはできない。

また、このタイプの装置は、粉体原料と液体原料の供給を開始する際と、供給を停止する際に両原料を稼動中のような比率で供給することが難しいので少量の原»理には向かない。

小麦粉加水用のスーパーターボは小麦粉加水用のタービュライザと基本的に同一な装置である。タービュライザの回転羽根がパドル状であるのに対して、スーパーターボの回転羽根は板状や丸棒状である。タービュライザと同様な問題点があり、タービユラィザと同様の理由でその b袓みをパッチタイプの装置に用いることはできず、少量の原料処理にも向かない。

タ一ビュラィザやスーパーターボ型のミキサーを改良して、回転軸を原料の供給端のみで支えて駆動し、円筒を排出端の健こ容易に取り外し、清掃のための便宜性を高めた日本製粉のエンジニアリング部門が供給する HD連続加水混合装置 ·特開平 0 7— 3 2 7 5 7 5がある。装置全体が小型化され、清掃も容易になり有用なミキサーである。しかし、カロ水物が持つ問題点はタービュライザゃス一パーターボに準じ、従って、このミキサ一で加水をしたあとで、水分を均一化するために真空ミキサ一によつて攪拌処理をおこなうことが推奨されている。パッチタイプへの応用が不可能な化組みである点も、従来のタービュライザゃス一パーターボと変わらない。

真空ミキサーと称されるミキサーが以前から供給されている。容器内を脱気しながら攪拌混合をおこなうミキサーである。粉体原料に含まれる空気の妨害を排して液体原料を粉体原料の中に効率よく拡散 ·浸透させるのでミキシング時間も早く小麦粉へのカロ水に用いればグルテンがよく組織される。しかし、このミキサーを用いて製造した食品は、食品としての味わレヽゃ風味を欠く。ミキシングの過程で原料中の空気力 S排除され空気を僅かし力含まなレ、食品になるので、咀嚼する際に味蕾への味成分の刺激が連続的になり、人の味蕾の性質上、食品の味や風味を感じ難いためである。脱気して攪拌混合をおこなうミキサ一は食品製造用のミキサ一としては大きな欠陥を持つと言わざるを得ない。

特許出願公開昭 6 3— 2 5 8 5 2 7は、回転羽根から液体原料を加えるミキシングの技術である。しカゝし、羽根の先端部に噴出口を設けて注水すれば、羽根の先端部にある粉体原料の中に水を注入することになる。従って、粉体原料に液体原料が過剰に加えられた部分をつくることを避けることができない。この出願者はまた、羽根の回転方向と逆方向の位置に噴出口を設けて水を噴出させれば羽根の後部は負圧になるので水が霧状になると言う。羽根の後部には確かに渦流や乱流が生じ負圧が生ずる。しかし、水滴が水滴であり続けようとする性質は強く、攪拌羽根の渦流や乱流による負圧くらいで水力 S微粒子化されることはなレ、。羽根の後部から噴出された水が小さな水滴になることはあっても微粒子化されることはない。小さな水滴は微細な粒子で構成される小麦粉にとつては巨大な水塊である。単位の大小はあれ、一且小麦粉に過剰に加水された部分をつくつた上で、これを提拌混合して困難な水分の拡散に挑戦しなければならなレヽ点は一般的な攪拌混合型ミキサーと変わらなレ、。

特許出願公開昭 5 7— 1 3 6 9 2 5は、回転軸上に設けた水の噴出口が回転するので撒水装置のように水力 S微粒子化されると言う。しかし、 «装置で水を撒き散らす力くらいで水を微粒子化することはできない。そもそも、 «装置は水を撒き散らしはする力 S微粒子ィ匕しないようにした装置である。もし装置の水力 S微粒子化されるとすれば、蒸発する水が増えて撒水効果は激咸する。水のような互いに結びつこうとする性質が強い液体は、結びつきを維持しょうとする^^の液体を大きな加速度に曝して引きちぎり分散させるような、液体を微粒子ィ匕させる技術の »：を踏まえた手段によることなしには微粒子化を果たすことはできなレ、。そこで本発明によつて次のようなを解決する。

すでに述べてきたように、小麦粉のように粒子力 S微細であるために粒子間に微細な単位の空気を多量に含む粉体原料は、一旦液体原料と過剰に結びついた部分をつくつてしまうと、液体原料が粉体原料の中を拡散し浸透することを空気が妨げるために、液体原料を粉体原料に均等にゆきわたらせることが困難になり、均一な結合を容易に果たすことができない。実用的な範囲の均一ィヒにも長い時間を要するばかりカゝ、生成されたグルテン紙織が攪拌混合によって破壊される小麦粉などに加水をするには、水を小麦粉全体にゆきわたらせる目的自体を早い段階で放^ざるを得なくなる。

そこで、小麦粉のように粒子力 S微細で粒子間に多量の空気を含む、内部で液体原料を移動させることが難しレ、粉体原料に、水のように微粒子化が容易でなレ、液体原料を加えて両原料を結合させるに際して、過剰な結合部分をつくることな《液体原料を微立子化した上で粉体原料に加えることによって、短時間のうちに均一な結合を果たし、かつ、力つてなく良質な結合物を得る方法を ί^ί共する。しかも、その方法は、連続的なミキシングにも、パッチタイプのミキシングにも、また多量の原料のミキシングにも、少量の原料のミキシングにも用いることができる方法である。発明の開示

円筒あるいは円筒に準ずる容器の内壁に沿って粉体原料を回転させる。その際、粉体原料の層の内部における粉体原料と液体原料の結合物と未結合物の円筒内塑則と回転軸側の移動を妨げる過大な加速度が生じることがないようにする。

この粉体原料に対して回転軸の側から微粒子ィ匕した液体原料を加える。

その液体原料を微粒子化する度合レ、とその単位時間当りの供給量を、粉体原料の回転軸側の表層に生ずる両原料の結合物の結合率が両原料の最終的な結合率を上回ることがない結合率になるようにする。

このようにして液体原料と過剰に結合した液体原料を粉体原料の中で結合の後に移動させたり拡散させたりすることを必要としなレ、結合をおこなう。

粉体原料が層を形成していれば、層の回転軸側の表層で微粒子状の液体原料と結合して質量を増した結合物は、回転にともなレ、層の内壁の側に移動する。代わつて回転軸側の表層には液体原料と未結合の質料が小さレ、粉体原料が表れる。サイクロンの原理である。結合が進んで全体が結合物になれば、結合の度合レヽが少な！/ \ 質量が比較的小さな結合物が回転軸側の表層に表れて微粒子状の液体原料と結合する。この段階においては単位時間当たりの微粒子状の液体原料の供給量を減らす。粉体原料を円筒の内壁に沿って回転させるために、先端部が内壁に沿って回転する粉体原料に届き粉体原料に作用する回転羽根を設け、粉体原料を内壁に沿って回転させることができ、力つ粉体原料を内壁に押付け過ぎることのなレ、加速度が生じるで羽根を回転させる。あるいは、粉体原料に作用する羽根あるいは突起物を円筒の内壁に設け、羽根あるいは突起物に、粉体原料を内壁に沿って回転させることができ、かつ、円筒の内壁に押付け過ぎることのなレ、加速度が生じる速度で円筒を回転させる。

円筒の内壁に沿つて回転する粉体原料に液体原料を微粒子化して回転軸の側から加えるために、先^ ¾あるレヽは側端部が内壁に沿って回転する粉体原料に届くことのなレ、羽根を回転軸に設ける。最終的な結合率を超える結合が表層部に生じることがないような供給量で供給する液体原料を、羽根の先 5¾¾が粉体原料に接していなければ羽根の先力ら、羽根の先端部が粉体原料に接して！/ヽれば側端部から放ち微粒子化させる。

羽根の先あるレヽは側端部に供給する液体原料をその供給量の下で微粒子化させることができる加速度が生じる速度で羽根を回転させる。粉体原料に作用する羽根や棒と液体原料に作用する羽根を一体にすることも、粉体原料に作用する羽根や棒と液体原料に作用する羽根を別々にすることも、あるいは両者の羽根を別々に βしてそれぞれに最適な加速度が生じるように回転させることもできる。後に述べるように、両者の羽根を另リ々に駆動する方法力 S機能的には最も好ましレヽ。図面の簡単な説明

第 1図は粉体原料を円筒の内壁に沿って回転させる長レヽ羽根と、液体原料を微粒子化して放つ短い羽根を同一の回転軸に設ける装置の原理を示す図である。

内部を液体原料の通路、即ち供給管にした太い回転軸をはさんで対向する位置に、長い羽根と短レヽ羽根を同一平面上に設けた装置の、羽根と回転軸を含む面の断面図である。液体原料は太レヽ回転軸の内部、即ち供給管から小穴を通つて短レ、羽根の前面下部に供給される。 1 6頁の 3行目以下に述べる実施の形態の一例である。

なお、円筒に設ける粉体原料の投入口や、結合物の排出口は省略した。粉体原料を左や右の方向に移動させる羽根の向きの変ィ匕なども省略した。羽根の前面下部に液体原料を供給する穴は実際の割合より大きく描いてある。

第 2図は、第 1図の a bを結ぶ線を含む面の、第 1図とは 9 0° 向きを変えた断面図である。点線は a bを結ぶ面から離れた位置にある羽根を示す。

円筒の上部の矢印は長短の羽根の回転方向を示す。

第 3図は粉体原料を円筒の内壁に沿って回転させる羽根と、液体原料を微粒子化して放つ羽根を別途駆動する装置の原理を示す図である。

粉体原料を円筒の内壁に沿って回転させる羽根を回転軸をはさんで対向する位置に設け、液体原料を微粒子化して放つ横に長い羽根を、内部を液体原料の通路、即ち供給管にした太い回転軸上に回転軸をはさんで対向する位置に 1ネ: つ、合計 2枚設けた装置である。この装置の全ての羽根を同一平面上に位置するように停止させた状態における、羽根と回転軸を含む面の断面図である。

液体原料は太レヽ回転軸の内部、即ち供給管から小穴を通って羽根の前面下部に供給される。 1 8頁の 9行目以下に述べる実施の形態の一例である。

粉体原料に作用する羽根は、両フランジを結ぶ円筒内壁面に沿つた曲板に取付けられている。

なお、円筒に設ける粉体原料の投入口や、結合物の排出口は省略した。粉体原科を左や右の方向に移動させる羽根の向きの変ィ匕なども省略した。羽根の前面下部に液体原料を供給する穴は実際の割合より大きく描いてある。

第 4図は第 3図の a bを結ぶ線を含む面の、第 3図とは 9 0° 向きを変えた断面図である。点 #泉は a bを結ぶ面から離れた位置にある羽根を示す。

円筒の上部の矢印は粉体原料に作用する羽根と液体原料に作用する羽根の回転方向を示す。

第 5図は粉体原料を円筒の内壁に沿って回転させる円筒と、液体原料を微粒子化して放つ羽根を另 IJ途駆動する装置の原理を示す。

回転軸をはさみ対向する位置に羽根状の突起物を有する、粉体原料を円筒の内壁に沿つて回転させる回転円筒の内部に、液体原料を微粒子化して放つ横に長い羽根を、内部を液体原料の通路にした太！、回転軸上に回転軸をはさんで対向する位置に 1； ¾rfつ、合計

2枚設けた装置である。この装置の全ての羽根を同一平面上に位置するように停止させた状態における、羽根と回転軸を含む面の断面図である。

液体原料は太レヽ回転軸の内部、即ち供給管から小穴を通って羽根の前面下部に供給される。 1 9頁の 9行目以下に述べる実施の形態の一例である。

第 6図は第 5図の a bを結ぶ線を含む面の、第 5図とは 9 0 ° 向きを変えた断面図である。点線は a bを結ぶ面から離れた位置にある羽根を示す。

円筒の上部の矢印は粉体原料に作用する羽根と円筒と液体原料に作用する羽根の回転方向を示す。

第 7図は回転軸に設けた羽根の先¾ ^で粉体原料を円筒の内壁に沿って回転させ、同じ羽根の側端部から液体原料を微粒子ィ匕して放つ装置の原理を示す図である。内部を液体原料の通路にした太レ、回転軸上に回転軸をはさんで対向する位置に複数の羽根を設けた装置の羽根と回転軸を含む面の断面図である。

液体原料は太い回転軸の内部、即ち供給管から小穴を通って羽根の前面下部に供給される。 1 9頁の 1 4行目以下に述べる実施の形態の一例である。

なお、円筒に設ける粉体原料の投入口や、結合物の排出口は省略した。粉体原料を左や右の方向に移動させる羽根の向きの変ィ匕なども省略した。羽根の前面下部に液体原料を供給する穴は実際の割合より大きく描！/、てある。

第 8図は第 7図の a bを結ぶ線を含む面の、第 7図とは 9 0° 向きを変えた断面図である。点線は a bを結ぶ面から離れた位置にある羽根の部分を示す。

円筒の上部の矢印は羽根の回転方向を示す。

第 9図は粉体原料を円筒の内壁に沿って回転させるの先 ¾¾¾を持ち、逆の側端部から液体原料を微粒子ィ匕して放つ羽根を回転軸に設けた装置の原理を示す図である。

内部を液体原料の通路にした太レヽ回転軸をはさんで、対向する位置に羽根を並べた装置の羽根と回転軸を含む面の断面図である。

液体原料は太い回転軸の内部、即ち供給管から小穴を通って羽根の逆 V 型の側端部の前面下部に供給される。 2 0頁の 1 1行目以下に述べる実施の形態の一例である。なお、円筒に設ける粉体原料の投入口や、結合物の排出口は省略した。粉体原料を左や右の方向に移動させる羽根の向きの変ィ匕なども省略した。羽根の前面下部に液体原料を供給する穴は実際の割合より大きく描いてある。

第 1 0図は第 9図の a bを結ぶ線を含む面の、第 9図とは 9 0 ° 向きを変えた断面図である。点線は a bを結ぶ面から離れた位置にある羽根と羽根の部分を示す。円筒の上部の矢印は羽根の回転方向を示す。

第 1 1図は粉体原料を円筒の内壁に沿って回転させる棒状の先を持ち、粉体原料に届くことのなレ、低レ置に第二の先を持ち、低レ、位置の先 5¾¾から液体原料を微粒子化して放つ多段式の羽根を回転軸に設ける装置の原理を示す図である。

内部を液体原料の通路にした太レ、回転軸をはさんで、対向する位置に多段式の羽根を並ベた装置の羽根と回転軸を含む面の断面図である。

液体原料は太い回転軸の内部、即ち供給管から小穴を通って羽根の第二の先^ ¾の前面下部に供給される。 2 0頁の 2 2行目以下に述べる実施の形態の一例である。

第 1 2図は第 1 1図の a bを結ぶ線を含む面の、第 1 1図とは 9 0。向きを変えた断面図である。点線は a bを結ぶ面から離れた位置にある羽根を示す。

円筒の上部の矢印は羽根の回転方向を示す。符号の説明

1 円筒

2 内部が液体原料の供給管を構成する、粉体原料に作用する回転羽根と液体原料を微粒子化する回転羽根を取付けた太レヽ回転軸部

3 粉体原料に作用する回転羽根

4 液体原料を微粒子化する回転羽根 5 液体原料を羽根の前面に供給する供給穴

6 羽根を取付けた太い回転軸部内の供給管に液体原料を円筒外部から導入する回転軸内部の供給管

11 円筒

12 内部力 S液体原料の供給管を構成する、液体原料を微粒子化する回転羽根の回転軸部

13 粉体原料に作用する回転羽根

14 液体原料を微粒子化する回転羽根

15 液体原料を羽根の前面に供給する供給穴

16 羽根を取付けた太い回転軸部内の供給管に液体原料を円筒外部から導入する回転軸内部の供給管

17 粉体原料に作用する回転羽根の回転軸

18 粉体原料に作用する回転羽根を取付ける曲板を取付ける回転軸のフランジ 19 粉体原料に作用する回転羽根を取付けるための両フランジを結ぶ曲板

20 液体原料を微粒子化する回転羽根の回転軸

21 回転する円筒

22 内部が液体原料の供給管を構成する、液体原料を微粒子化する回転羽根を取付けた太い回転軸部

23 円筒内壁面に取付けられた粉体原料に作用する回転羽根

24 液体原料を微粒子化する回転羽根

25 液体原料を羽根の前面に供給する供給穴

26 羽根を取付けた太レ、回転軸部内の供給管に液体原料を円筒外部から導入する回転軸内部の供給管

27 円筒の回転軸

31 円筒

32 内部が液体原料の供給管を構成する、回転羽根を取付けた太い回転軸部 33 粉体原料に作用する回転羽根の先驗

34 液体原料を微粒子化する回転羽根の側端部

35 液体原料を羽根の前面に供給する供給穴

36 羽根を取付けた太い回転軸部内の供給管に液体原料を円筒外部から導入する回転軸内部の供給管

41 円筒

42 内部力 S液体原料の供給管を構成する、回転羽根を取付けた太い回転軸部 43 粉体原料に作用する回転羽根の先

44 液体原料を微粒子化する回転羽根の側端部

45 液体原料を羽根の前面に供給する供給穴

46 羽根を取付けた太!/ヽ回転軸部内の供給管に液体原料を円筒外部から導入する回転軸内部の供給管

51 円筒

52 内部が液体原料の供給管を構成する、回転羽根を取付けた太い回転軸部 53 粉体原料に作用する、回転羽根の先赚 15

54 液体原料を微粒子化する、回転羽根の先驗！ 5

55 液体原料を羽根の前面に供給する供給穴

56 羽根を取付けた太い回転軸部内の供給管に液体原料を円筒外部から導入する回転軸内部の供給管発明を実施するための最良の形態

第 1図と第 2図にその原理的な装置の一例を示すように、粉体原料を内壁に沿つて回転させる長い羽根と、液体原料を微粒子化する短い羽根を同一の回転軸に設け、後者で微粒子化した液体原料を内壁に沿って回転する粉体原料に回転軸の側から加える形態である。

粉体原料を円筒 1の内壁に沿って回転させるために、内壁に沿って回転する粉体原料にその先端部が届く羽根 3などを円筒内の回転軸 2から立上げる。また、液体原料を微粒子化するために、羽根の先端部が粉体原料に届くことがなレヽ羽根 4などを同一の回転軸から立上げ、羽根の先から液体原料を放って微粒子化する。羽根 3などの先に粉体原料を内壁に沿って回転させることができるカロ速度が生じ、力つ羽根 4などの先端部に液体原料を微粒子ィ匕させることができるカロ速度が生じる速度で羽根を回転する。以下に記すことは第 3図以下の形態にも共通する事柄である。

粉体原料に作用する羽根と液体原料に作用する羽根を同一の回転軸に設ける、粉体原料に作用する羽根 3などの先には粉体原料を内壁に沿って回転させるには十:^！ぎる加速度が生じる。粉体原料を内壁に沿って回転させる羽根' 3などの作用が強すぎると粉体原料が内壁に強く押付けられて、液体原料と結合して質量を増した結合物が層の内壁の健こ移動し、代わって未結合の粉体原料が回転軸の側に表れる結合物と未結合物の層内部での移動が妨げられる。粉体原料への作用を減ずる手段としては粉体原料に作用する羽根を丸にしたり、羽根を粉体原料に正対させないなどの手段を講じる。羽根 4などの先^ ¾5に液体原料を供給するには、図に示すように回転軸 2の内部に液体原料の通路すなわち供給管を設けて回転軸に穿った小穴ゃスリット 5から羽根の前面に液体原料を供給する方法がある。液体原料は大きな加 «の下で羽根の前面で薄幕状になり先端部に到達した僅かな部分ごとに先 15を离 I Lる。従って、羽根の先離に十分な加速度が生じてレ、れば、先端部を離れる液体原料は微粒子ィ匕される。

液体原料の供給の仕方は、この図に示す方法に限らず、回転軸上に設けた導管から羽根の前面に供給する方法や、液体原料を羽根の中を通って先端部まで導き先驗 15に設けたスリツトから分散させる、羽根の内部をこの図の羽根の前面と同様に機能させる方法など様々ある。

それぞれの羽根の数や、形状や、回転軸に取付ける位置や、回転軸への取付け方などは、円筒の形状や、処理する原料の性質や、 «\ 装置力 S連続型カパッチタイプかなどによつてここで述べた条件の範囲にぉレ、て様々な形態が考えられる。

たとえば、粉体原料に作用する羽根と液体原料に作用する羽根を回転軸の幅いっぱいに角度を変えて交互に多数設けることもできる。連続型の：^は円筒内壁の粉体原料に作用する羽根を、粉体原料を供給口から排出口に移動させることができるように配置する。前半で液体原料を加え、後半で捏ねをおこなう構造にすることもできる。

粉体原料に液体原料を加える度合！/ヽを粉体原料の投入口から排出口に向かつて進行するに従って減じるように変ィ匕させて排出口付近ではグルテンを組織するための捏ねのみをおこなうようにすることもできる。羽根の形状もそれぞれの段階に応じてその働きに最も適したものに変化させることができる。従って、一部の粉体原料に過剰な液体原料をカロえてから攪拌混合して均一ィ匕しょうとする従来の連続型のミキサーと異なり、内壁に沿つて回転する未結合の粉体原料あるレ、は結合度合レ、低レ、粉体原料が優先的に表れる回転軸側の表面に対して微粒子状の液体原料を適量ずつ連続的に加えるので、ヽ時間で均一な結合物を得る。

パッチタイプのには、容器内に粉体原料を投入し、羽根を回転させて粉体原料が円筒の内壁に沿つて回転する層を形成するのを待ち、液体原料を微粒子化する羽根の先端部に液体原料を微粒子ィヒできる加速度が生ずるのを待って液体原料の供給を開始する。パッチタイプの装置で小麦粉などに加水する齢には、加水が完了した直後に羽根の速度を減じて捏ねに転じる。

円筒や容器は横型でも隱でもよい。円筒や織が横型のときには回転軸は横になり、のときには回転軸も縦になる。

第 3図と第 4図にその原理的な装置を示すように、粉体原料を内壁に沿って回転させる羽根と、液体原料を微粒子化する羽根をそれぞれ別途屠離する回転軸に設け、それぞれの羽根の機能に最も適した速度でそれぞれの羽根を回転させて、： iiな状態に微粒子化させた液体原料を、内壁に沿つて最適な速度で回転する粉体原料に回転軸の側から加える形態である。この発明を最も効果的に実施することができる形態である。

粉体原料を円筒 1 1の内壁面に沿って回転させるために、円筒内部の両側端に沿って回転軸 1 7にフランジ 1 8を設け、両フランジの間に内壁に沿って回転する曲板 1 9をわたす。この曲板に粉体原料に作用する羽根 1 3などを設ける。粉体原料を円筒 1 1の内壁に沿って回転させることができるカロ速度が羽根 1 3などに生ずる速度でこの羽根 1 3 などを回転させる。

液体原料を微粒子化するために、羽根の先^ ¾が内壁に沿つて回転する粉体原料に届くことがな!/ヽ羽根 1 4を嫌己の回転軸 1 7とは別途駆動する回転軸 1 2に設けその先に液体原料を微粒子ィ匕させることができるカロ速度が生ずる速度で羽根 1 4などを回転させる。羽根 1 4などに液体原料を適量ずつ供給して羽根の先端部から放って微粒子化する。第 3図と第 4図の装置では、回転軸に沿って横に長レ、一続きの羽根を回転軸をはさんで各 1本ずつ合計 2本備えるが、長い羽根でなくても、また 2本の羽根でなくてもよレ、。この形態にぉレ、ては液体原料を微粒子化する羽根 1 4などを必要に応じて十分に高速で回転させることができるので、液体原料を微粒子化するも、液体原料を単位時間当たりに供給する量も、必要に応じた最適な状態に調節することができる。

羽根の形状や数、取付け方、液体原料の供給の仕方、連続型やパッチタイプの構造と機能のさせ方などは第 1図と第 2図にっレヽて記した内容に準じる。

第 5図と第 6図の装置は、基本的には第 3図と第 4図の装置と同じである。

粉体原料を円筒 2 1の内壁に沿って回転させる手段として、第 3図と第 4図の装置が回転軸からフランジと曲板を介して設けた粉体原料に作用する羽根を用いるのに対して、円筒 2 1そのものを回転させてこの円筒の内壁に粉体原料に作用する羽根あるいはこれに代わる突起物を設ける形態である。

第 7図と第 8図は、回転軸に設けた羽根の先端部で粉体原料を円筒の内壁に沿つて回転させ、同一の羽根の側端部から液体原料を放って微粒子ィ匕させ、円筒の内壁に沿つて回転する粉体原料に微粒子ィ匕された液体原料を回転軸の側から加える形態の原理的な装置である。

羽根の回転方向に羽根の前面が正対し、カゝっ羽根が回転軸の長さの方向に対して垂直に立上がると、羽根の前面の付根に供給する液体原料は遠心力によって粉体原料が接して Vヽる羽根の先端部に向かつて移動して微粒子ィ匕されることなく粉体原料に加えられる。そこで、羽根の前面を移動する液体原料を一方の側に導き側驗 3 4から放ち微粒子化するために、側端が回転軸の長さの方向に対して鋭角をなすように立上げる。但し、液体原料を放つのは円筒の内壁側の側端部なので、内壁側の側端のみが回転軸の長さの方向に対して鋭角をなせばよい。羽根の前面のィ艮付近に供^ 1 "る液体原料を側端部に導く方法は、たとえば羽根の向きを回転の方向に対-して斜めを向くようにするなどの方法もあるが、第 7図と第 8図のように内壁側の側端を回転軸の長さの方向に対して鋭角をなすように設ける方法は液体原料を側端部に確実に導く方法の一つである。羽根の先端部 3 3などに粉体原料を円筒 3 1の内壁に沿って回転させることができる加速度が生じ、力り側 4などに側端部から放つ液体原料を微粒子化させることができる加速度が生じる速度で羽根を回転させる。

第 9図と第 1 0図にその原理的な図を示す装置は、回転軸に設けた羽根の先端部に粉体原料を内壁に沿って回転させる加速度が生じ、力同一の羽根の側 |5に側端部から液体原料を放つて微粒子ィ匕させるカロ速度を生じさせて、内壁に沿って回転する粉体原料に微粒子化された液体原料を回転軸の側から加える形態の例である。

羽根の前面の付根に供給する液体原料を羽根の片側あるいは両側の側に導くガイドを羽根の前面に設けるなど、液体原料を側端部に導くを有することを糊敫とする.。この図の装置では羽根の中央部が柱状に盛上げてあるので、羽根の前面の付根に供給された液体原料は逆 V字形の側端部に導かれる。羽根の中や羽根の表面に設けた導管を通じて液体原料を直接に側端部に導くこともできる。

羽根の形状や数、取付け方、液体原料の供給の仕方、連続型やパッチタイプの構造と機能のさせ方などは第 1図と第 2図にっレ、て記した内容に準じる。

第 1 1図と第 1 2図にその原理的な図を示す装置は、羽根の先端都に粉体原料を内壁に沿って回転させるカロ速度が生じ、カゝっその羽根の回転軸寄りに円筒内壁の粉体原料に届くことのなレヽ他の先離を設けてこの先 ¾に液体原料を放って微粒子化する加速度を生じさせ、円筒内壁に沿つて回転する粉体原料に微粒子化した液体原料を回転軸の側から加える形態の例である。液体原料を粉体原料に接することのない先 5¾¾に導くガイドを設けるなど、液体原料が粉体原料に接することのなレ、先 [5に進み、粉体原料が接する先端部に進むことがなレヽ構造にする。この図の装置では羽根の中央部が柱状に盛上がっているので羽根の前面の付根に供給された液体原料は粉体原料に接してレ、なレ、先 3¾¾に導かれる。

羽根の形状や数、取付け方、液体原料の供給の仕方、連続型やパッチタイプの構造と機能のさせ方などは第 1図と第 2図につ!/、て記した内容に準じる。既に記した発明の効果に ϋ¾する

これまで 2 0分近くの時間を要した 5 0 %以下の加水をおこなう製麵用の生地をつくるミキシング時間が 3 0秒以内に短縮され、しかもその生地はこれまでのように加水むらを解消するためのさらなる攪拌混合や寝かし熟成を必要としない、均一ィ匕がすでに達成された生地である。

これまで 5分以上の時間を要した 6 0 °/₀以上の加水をおこなう製パン用の生地をつくる際の水分を均一化するまでのミキシング時間が 3 0秒以内に短縮された。

また、結合むらをつくつてからこれを均一化する従来の粉体原料に刘する液体原料の加え方と異なり、本発明の粉体原料に機能する羽根と液体原料に機能する羽根を別々に駆動する機構を用いれば、粉体原料の状況に応じて液体原料を微粒子化する度合いを変え、単位時間当たりの液体原料の供給量を変えながら、結合むらを生じさせることなく液体原料と粉体原料を結合させるので、これまで困難であった微細な粉体原料に少量の液体原料を均一に結合させることが容易に実現できるようになった。

また、この発明の方法を活用すれば、結合させる原料の性質ごとに異なるな結合のさせ方を組立て、また、求める結合物の性質をつくりだすために最な結合のさせ方を組立てて両原料を結合させることが可能になった。

この粉体原料に対する液体原料の加え方は、無重力の下におレ、ても高レ、効率を維持しておこなうことができる。産業上の利用可能性

粉体原料力 S微粒子状でその粒子間に気体を含み、そのため液体原料を加えるミキシングが容易ではなレヽ粉体原料と液体原料のミキシングは、産業の広レヽ分野でおこなわれている。改善の効果が劇的に大きく、の形態が単純で実用化力 S容易なこの技術は、産業上の利用可能性が高い。

国際出願番号 P C T/ J P 0 3 /0 0 7 1 1の出願技術と組み合わせて用いれば、力つてなくうまみ豊かで高品質な茹で上げたパスタや類を、原料粉から 1分以内で製造する画期的な製麵装置を実現することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 粉体原料を円筒の內壁に沿って回転させて、微粒子化させた液体原料を回転軸の側から加える粉体原料に対する液体原料-の加え方。

2 . 粉体原料を円筒の内壁に沿つて回転させる先 ¾¾5力 S粉体原料に届く羽根あるレ、は习习根に準じる棒など（本請求の範囲において、以降、羽根あるいは羽根に準じる棒などを、羽根と称する）を回転軸に設け、液体原料を羽根の先端部あるいは側 ¾から放って微粒子化させる先端部あるいは側^ ¾が粉体原料に届くことのなレヽ羽根を回転軸に設け、前者の羽根の先端部に粉体原料を円筒の内壁に沿って回転させる加速度が生じ、力後者の羽根の先端部あるレ、は側端部から放つ液体原料を微粒子化させる加速度が後者の羽根の先端部あるいは側端部に生じる速度で羽根を回転させる。このみによつて円筒の内壁に沿って回転する粉体原料に微粒子ィヒした液体原料を回転軸の側から加える粉体原料に対する液体原料の加え方。

3. 粉体原料を円筒の内壁に沿って回転させる先離! 5が粉体原料に届く羽根を回転軸に設けて粉体原料を内壁に沿って回転させるカロ速度が先端部に生じる速度で羽根を回転させ、一方、液体原料を羽根の先あるいは側¾¾から放って微粒子化する先端部あるいは側端部が粉体原料に届くことのない羽根を粉体原料に作用する羽根の回転軸とは別途駆動する回転軸に設け、习习根の先 |5あるレ、は側¾¾から放つ液体原料；^微粒子ィヒされるカロ速度が生じる速度で羽根を回転させる。この仕組みによつて円筒の内壁に沿つて回転する粉体原料に微粒子化した液体原料を回転軸の側から加える粉体原料に対する液体原料の加え方。

4. 粉体原料を円筒の内壁に沿って回転させる羽根や突起物を内壁に設け、粉体原料を内壁に沿って回転させる加速度が羽根や突起物に生じる速度で円筒を回転させ、一方、液体原料を羽根の先端部ある V、は側端部から放つて微粒子化させる先端部ある Vヽは側端部力粉体原料に届くことのなレ、羽根を円筒の回転軸とは別途駆動する回転軸に設け、羽根の先端部あるレ、は側端部から放つ液体原料を微粒子化する加速度が先端部あるいは側 5¾¾に生じる速度で羽根を回転させる。このみによって円筒の内壁に沿って回転する粉体原料に微粒子ィ匕した液体原料を回転軸の側から加える粉体原料に财る液体原料のカロえ方。

5 . 粉体原料を円筒の内壁に沿って回転させる先 ί驗! ^粉体原料に届き、液体原料を放つ側端部が回転軸の長さの方向に対して鋭角をなす羽根を回転軸に設け、羽根の先に粉体原料を円筒の内壁に沿って回転させるカロ速度が生じ、かつ羽根の側端部カゝら放つ液体原料を微粒子化させるカロ速度が側^ ¾に生じる速度で羽根を回転させる。この tb袓みによって円筒の内壁に沿って回転する粉体原料に微粒子ィ匕した液体原料を回転軸の側から加える粉体原料に ¾~ "る液体原料の加え方。

6. 粉体原料を円筒の内壁に沿って回転させる先端部が粉体原料に届き、液体原料を放つ側赚に液体原料を導く構造を持つ羽根を回転軸に設け、羽根の先離 βに粉体原料を内壁に沿って回転させるカロ速度が生じ、カゝっ羽根の側 (5から放つ液体原料を微粒子ィ匕させる加速度が側端部に生じる速度で羽根を回転させる。この tb組みによつて円筒の内壁に沿って回転する粉体原料に微粒子ィ匕した液体原料を回転軸の側から加える粉体原料に対する液体原料の加え方。

7. 粉体原科を円筒の内壁に沿って回転させる先端部が粉体原料に届き、粉体原料に届くことのない回転軸寄りの位置に液体原料を放つ他の先離を多段式に持つ羽根を回転軸に設け、粉体原料力 s接する先驗に粉体原料を円筒の内壁に沿って回転させるカロ速度が生じ、力液体原料を放つ回転軸寄りの先端部に液体原料を微粒子化させるカロ速度が生じる; «で羽根を回転させる。この ft祖みによつて円筒の内壁に沿つて回転する粉体原料に微粒子化した液体原料を回転軸の側から加える粉体原料に対する液体原料の力 Dえ方。

8. 粉体原料を円筒の内壁に沿って回転させ、液体原料を微粒子化する装置の一部あるレ、は全部を円筒の外部に置き、生成された微粒子状の液体原料を円筒の内部に導き、円筒の内壁に沿って回転する粉体原料に微粒子化した液体原料を回転軸の側から加える粉体原料に対する液体原料の加え方。