JP4894455B2 - 凝集造粒物の嵩密度制御方法および装置 - Google Patents

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Description

本発明は、食品、化学、医薬、農薬等の分野において、凝集造粒物の嵩密度を制御するのに適した物性改質方法および装置に関する。
従来、例えば、粉末原料を顆粒状にする場合、各種の造粒装置により凝集造粒物を形成するのが一般的である。しかしながら、凝集造粒物の嵩密度、粉体物性を決定する要因は、粉末原料の物性、特性が支配的であり、凝集造粒物の嵩密度、粉体物性を制御することが困難であるといった問題点がある。
そのため、凝集造粒物の物性改質を目的とする方法として、パン型造粒機の回転数を制御することにより造粒直後の造粒物の嵩密度をバラツキの少ない基準値内におさめることを特徴とする装置(例えば、特許文献1参照)や、撹拌羽根が水平方向に回転する造粒室に、粉粒物を連続的に供給し、撹拌、混合して造粒した後、造粒室の側面の排出口からオーバーフローさせることにより、高密度にし、分散性、溶解性を向上させる方式(例えば、特許文献2参照)などが知られている。しかしながら、凝集造粒物の嵩密度を制御することが目的ではないため、その制御は困難であった。
特開平04−222628号公報 特開平02−232299号公報
そこで、本発明の目的は原料の物性、特性が支配的要因であった凝集造粒物の嵩密度を容易に制御可能とする方法および装置を提供することにある。また、本発明はさまざまな物性、特性を有する凝集造粒物を、1台の転動皿型造粒装置で目標とする嵩密度にすることにより、プロセスの簡素化、設備投資の削減に大きく寄与し得る、凝集造粒物の嵩密度制御方法および装置を提供することを目的としたものである。
本発明者らは、上記課題を解決すべく検討した結果、転動皿型造粒装置を使用して粉末原料供給口から供給された転動皿部に、山型状としたバッフル機構の山尾根が転動させながら移行する方向と平行になるようにバッフル機構を備え、そして、該転動皿部の排出側の末端に滞留する凝集造粒物の粉体層高を高く積むと、圧密効果、圧縮効果の影響が顕著となり、凝集造粒物の嵩密度が高くなること、その粉体層高に応じて凝集造粒物の嵩密度を容易に制御することが可能となり、しかも真球度の良い均質の成型体が生産性よく得られることを見出し、本発明をなすに至った。すなわち、本発明は以下の内容を包含する。
すなわち、本発明の第1は、転動皿型造粒装置の原料供給口に凝集造粒物を供給し、該転動皿部で転動させながら排出側へ移行させる連続造粒法において、該転動皿部は、山型状としたバッフル機構の山尾根が転動させながら移行する方向と平行になるようにバッフル機構を備えており、該転動皿部の排出側の末端に滞留する凝集造粒物の粉体層高を制御し得る粉体層高制御用堰を設け、該堰をオーバーフローさせて凝集造粒物を排出して連続的に造粒してなる凝集造粒物の嵩密度制御方法である。
本発明の第は、原料供給口に凝集造粒物を供給し、転動皿部で転動させながら排出側へ移行させる転動皿型造粒装置であって、該転動皿部は、山型状としたバッフル機構の山尾根が、転動させながら移行する方向と平行になるように備えたバッフル機構と、該転動皿部の排出側の末端に滞留する凝集造粒物の粉体層高を制御し得る粉体層高制御用堰を設けてなる転動皿型造粒装置である。
本発明により、凝集造粒物の嵩密度を任意に操作可能とする方法および装置を提供することができる。本発明によれば、転動皿型造粒装置の転動皿部は山型状としたバッフル機構の山尾根が、転動させながら移行する方向と平行になるように備えたバッフル機構と、該転動皿部の排出側の末端に滞留する凝集造粒物の粉体層高を制御し得る粉体層高制御用堰を用いて粉体層高を変化させることにより、凝集造粒物の嵩密度を制御することができる。
次に、本発明を図面に示す実施例により説明する。
図1は本発明に係る転動皿型造粒装置の模式図を示し、図1において、原料供給口1から転動皿型造粒装置に連続的に供給された凝集造粒物を、転動皿部で転動させながら排出側へ移行させる。そのとき、転動皿部2に滞留する凝集造粒物は、転動皿部の排出側の末端に組み込まれている粉体層高制御用堰3により、粉体層高が制御される。転動皿部2に凝集造粒物を高く積むほどに、凝集造粒物の自重量が増えて、圧密効果、圧縮効果が大きくなり凝集造粒物は高密度となる。高密度となった凝集造粒物は、堰の高さ以上の粉体層高になると、堰をオーバーフローして排出され、排出口7を介して次の乾燥工程へ送られる。
前述のような、粉体層高のコントロールは図3に示した粉体層高制御用堰によって行われ、スライドアーム10をa方向に引くと堰板11が下がり、粉体層高は低くなる。スライドアーム10をb方向に押すと堰は上がり、粉体層高は高くなる仕組みとなっている。
適用される食品分野を例にとって説明すると、食品の粉末原料は、大きく分類すると、風味原料と基礎原料とに分類することができる。風味原料とは、魚節、煮干、干し貝、魚介エキスパウダー、畜肉エキスパウダーなどのことをいう。魚節としては、鰹節、宗田節、さば節、うるめ節などを挙げることができる。魚介エキスパウダーとしては、ホタテ貝、昆布、などから有効成分を抽出したエキスを、乾燥、粉末化したものなどのことをいう。畜肉エキスパウダーとしては、鶏骨肉、豚骨肉、牛骨肉、などから有効成分を抽出したエキスを、乾燥、粉末化したものなどのことをいう。基礎原料とは、グルタミン酸ナトリウム、食塩、グラニュー糖、乳糖などのことをいう。
これらの風味原料、基礎原料は粉末状原料として用いるときには、粉砕されたものを用い、粒度は100μm以下の粉末状にすることが均質な顆粒を形成するためには望ましい。これらの粉末原料を適宜の配合割合で添加して、各原料が均質な混合物として使用することが望ましい。
上記食品粉末原料は、造粒工程により液状結合剤を介して凝集造粒物となる。ここでいう、液状結合剤とは、水、魚介エキス、畜肉エキス、澱粉溶解液、ガム溶解液などをいい、特に、水が好ましい。魚介エキスとしては、ホタテ貝、昆布、などから有効成分を抽出したものなどのことをいう。畜肉エキスとしては、鶏骨肉、豚骨肉、牛骨肉、などから有効成分を抽出したものなどのことをいう。また、ここでいう、造粒方法は、攪拌造粒方式、流動造粒方式、攪拌造粒方式などをいい、特に、連続造粒が可能な高速攪拌造粒方式が好ましい。
上記の方法で得られた凝集造粒物を、図1に示した転動皿型造粒装置を用いて連続的に物性改質させる。まず、原料供給口1から粉末原料が転動皿部2に供給される。転動皿部2は、電動モーター4からの動力を駆動スタンド5を介して振動を与えられ、受動スタンド6により支えられている。転動皿部2に連続的に供給された凝集造粒物を輸送する機構としては、円を描くように動く旋回式、直線的な往復運動をする振動式などがあり、特に、球形状の凝集造粒物が得られる点で旋回式が好ましい。転動皿部2に滞留する凝集造粒物を混合させる機構としては、図2(1)及び(2)に示すように、転動皿部に山型状としたバッフル8の山尾根が、転動させながら移行する方向と平行になるように備えたバッフル機構が費用対効果の面から好ましい。この機構により、凝集造粒物の滑りを防止すると共に、層内の混合効率を向上させることができる。つぎに、転動皿部に滞留する粉体層高を操作する機構としては、前述した堰式3の他に、転動皿部を傾けることによる傾斜式、堰を固定する板を脱着する脱着式などがあり、特に、機構が簡素なスライドする堰式3が好ましい。堰3はスライドアーム10により粉体層の高さを調整できる。一定時間改質された後、排出口7から排出される。
以下に実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらによりなんら限定されるものではない。
[実施例1]
表1および表2に示した配合で風味原料及び基礎原料を、製品Aと製品Bとして計量を行った。
Figure 0004894455
Figure 0004894455
次に、計量された原料を、平均粒径が100μm以下になるまで粉砕機(ホソカワミクロン(株)製AP−II型)で粉砕した。さらに、粉砕された原料を、容器回転型混合機(古河アルテック(株)製B−HBB10000)で各原料が均質になるまで混合した。
次に、成分が均質になった原料を、流量500kg/hrで高速攪拌加湿機(オランダ シュギ社製フレキソミックス160型)を用いて、原料の重量に対して約5%の水を液状結合剤とし、平均粒径が150μm以下になるようにスプレーし、加湿、混合し凝集造粒物を形成させた。
次に、高速攪拌加湿機より連続的に供給される凝集造粒物を、転動皿型造粒装置((株)徳寿工作所製特殊転動皿:山型状としたバッフル機構の山尾根が転動させながら移行する方向と平行になるように備えたバッフル機構と、その末端に粉体層高制御用堰を組み込んだ仕様)を用いて、遠心効果がG=3.0以下になる旋回運動により、凝集造粒物の成型、物性改質を行った。ここで、凝集造粒物の嵩密度の変化を確認するため、転動皿型造粒装置上の凝集造粒物の粉体層高を、粉体層高制御用堰の高さを、30mm〜90mmの範囲内で変化させて、その効果について検証した。
次に、粉体層高制御用堰の上部からオーバーフローした凝集造粒物を、熱風温度100℃で3分程度、流動層乾燥機(Retsch Co.,Ltd.社製 TG100)で乾燥した。その後、目開きが約1200μm〜約300μm(東京スクリーン(株)製Test
sieves試験用ふるいJIS規格Z8801)のふるいを使用して篩分を行い、得られた凝集造粒物の嵩密度変化を、カサ比重測定器(東京蔵持科学機器製作所製JIS規格K6721)による分析結果で確認した。
図4は製品Aの粉体層高と嵩密度の関係を示す。図5は製品Bの粉体層高と嵩密度の関係を示す。図4、図5から明らかなように、粉体層高が高くなるほど、嵩密度の値は大きくなり、密度の高い凝集造粒物を作ることが可能であった。また、粉体層高が低くなるほど、嵩密度の値は小さくなり、密度の低い凝集造粒物を作ることが可能であった。このように、粉体層高を変化させることにより、凝集造粒物の嵩密度を操作できることが了解されよう。
本発明に係る転動皿型造粒装置の模式図を示す。 (1)転動皿部の模式図を、(2)転動皿部の断面図をそれぞれ示す。 粉体層高制御用堰の模式図を示す。 実施例1における製品Aの粉体層高と嵩密度の関係を示す。 実施例1における製品Bの粉体層高と嵩密度の関係を示す。
符号の説明
1 原料供給口
転動皿部
3 粉体層高制御用堰
4 電動モーター
5 駆動スタンド
6 受動スタンド
7 排出口
8 バッフル
転動皿部壁面
10 スライドアーム
11 堰板

Claims (2)

  1. 転動皿型造粒装置の原料供給口に凝集造粒物を供給し、転動皿部で転動させながら排出側へ移行させる連続造粒法において、該転動皿部は、山型状としたバッフル機構の山尾根が、転動させながら移行する方向と平行になるようにバッフル機構を備えており、該転動皿部の排出側の末端に滞留する凝集造粒物の粉体層高を制御し得る粉体層高制御用堰を設け、該堰をオーバーフローさせて凝集造粒物を排出して連続的に造粒することを特徴とする凝集造粒物の嵩密度制御方法。
  2. 原料供給口に凝集造粒物を供給し、転動皿部で転動させながら排出側へ移行させる転動皿型造粒装置であって、該転動皿部は、山型状としたバッフル機構の山尾根が、転動させながら移行する方向と平行になるように備えたバッフル機構と、該転動皿部の排出側の末端に滞留する凝集造粒物の粉体層高を制御し得る粉体層高制御用堰を設けたことを特徴とする転動皿型造粒装置。
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