JPS592829Y2 - 原料の連続式膨化処理装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は固形原料、特に籾殻、羽毛等の軽量な原料を膨
化処理するために好適な装置に関する。

更に詳しくは、加圧加熱ガスが充填される密閉容器の原
料導入側にスクリューフィーダーを取り付け、原料導出
側にロータリーフィーダーを取り付け、夫々のフィーダ
ーにより原料を密閉容器に気密状態を確保して投入、排
出するとともに、導入側においてガス圧で軽量原料が吹
き上がるなどを防止し、且つ導出側において外気への急
激な排出により原料を確実に膨化処理することができる
ようにした原料の連続式膨化処理装置に関する。

固形原料を連続的に膨化処理する装置としては例えば特
公昭４５−２６６９５号、特公昭４９−１５４９号、実
公昭３３−１１８７９号、及び特公昭５０−１８９９号
が知られている。

これらの装置は、ガス連通管を介して加圧加熱ガスが充
填され、原料を移動させるためのスクリューコンベア、
ベルトコンベア回転円盤） 等の移送手段を組み込んだ高圧密閉容器と、この密閉容
器の原料導入側、及び原料導出側に夫々取り付けられた
投入用、排出用の両口−タリーフィーダーとからなり、
投入用ロータリーフィーダーで原料を密閉容器に送り込
んで、移送手段により原料導出側へ移動させつつガスで
原料を加圧加熱し、排出用ロータリーフィーダーで外気
へ原料を放出して膨化させる。

又、他の装置として例えば特公昭４６−３４７４７号が
知られている。

この装置は上記装置と同様に高圧密閉容器と、原料導入
側、導出側に取り付けられた投入用、排出用の両口−タ
リーフィーダーとからなり、原料は密閉容器内で一定方
向へ連続して流れる加圧加熱ガスの気流により原料導入
側から原料導出側へ移動し、排出用ロータリーフィーダ
ーにより外気に急激に排出されて膨化処理される。

以上の如く原料導入側、及び導出側にロータリーフィー
ダーを用いた従来の膨化処理装置においては、固形原料
をロータリーフィーダーによって高圧密閉容器に送り込
む場合、この密閉容器には圧力の高いガスが充填されて
いるため、原料受入部分において原料がガス圧に押され
て吹き上げられたり、或は漏れてくるガスにより押し戻
される傾向がある。

特に重量が軽く、質量の小さい原料、例えば籾殻、そば
殻などの穀類の外皮、麦藁、稲藁などの藁、樹皮、綿、
羽毛、獣毛、煙草の葉、大鋸屑、莢、紙屑などの動植物
繊維質原料の場合においてこの傾向が顕著に表われ、ガ
ス圧によりこれらの原料は吹き上げられたり、押し戻さ
れたりしてロータリーフィーダーのカップ内に所定通り
具合い良く収容することは困難である。

又、この投入用ロータリーフィーダーのカップ内に原料
を収容することができたとしても、カップ内の原料を密
閉容器に落下供給させようとする物流方向と、密閉容器
内のガス圧の方向とは相対向するため、ガ゛ス圧がロー
タリーフィーダーから密閉容器への原料の落下を妨げ、
ロータリーフィーダーのカップに原料の一部が残溜、耐
着したままロータリーフィーダーは回転し、カップが空
となっていないため原料受入部分に待機している次回の
原料の収容を円滑に行わせることができない問題が生ず
る。

本考案者は以上の如き従来における問題点に鑑み、これ
を有効に解決すべく本考案を威したものであり、ガスの
圧力の影響を大きく受ける籾殻、羽毛等の軽量な原料を
確実に高圧密閉容器に送り込んで膨化処理することがで
きるように本考案を威したものである。

本考案の目的とすると処は、加圧加熱ガスが充填される
高圧密閉容器の原料導入側、原料導出側に原料を該密閉
容器に送り込む投入手段と密閉容器から放出する排出手
段とを取り付けるようにした原料の連続式膨化処理装置
において、上記投入手段を軸にスクリュー羽根を設けた
高圧シール型スクリューフィーダーとし、上記排出手段
を外径方向に開口するポケット部を複数備えた高圧シー
ル型ロータリーフィーダーとし、投入手段としてスクリ
ューフィーダーを用いることにより、原料受入部から密
閉容器へ原料を圧密化して送り込むことができるように
し、重量が軽く、質量が小さい籾殻、羽毛等の原料であ
ってもガス圧の影響を受けることのないように原料を固
めて密閉容器に送り込み、以って原料がガスの圧力で吹
き上げられたり、或は漏れてくるガスにより押し戻され
たりするのを防止し、原料を密閉容器内で確実に加圧加
熱処理し、排出時において膨化することができるように
した原料の連続式膨化処理装置を提供する。

以下に本考案の好適一実施例を添付図面に従って詳述す
る。

第１図は連続式膨化処理装置の全体を示す断面図である
。

１は中空円筒状に形成された高圧密閉容器であり、内部
に原料を導入側から導出側へ連続して移動させる移動手
段が組み込まれている。

この移送手段としては例えばスクリューコンベアネット
コンベア、ベルトコンベア、回転円盤の如き任意なもの
を密閉容器１の形状、大きさに対応して選択することが
できるが、図示実施例ではスクリューコンベア２を採用
した。

スクリューコンベア２は筒状密閉容器１の軸方向全長に
亙って延設された回転シャフト３と、シャフト３の外周
面に螺旋状に形成されたスクリュー羽根４とからなり、
シャフト３の回転によるスクリュー羽根４の送り作用に
よって原料が移動する。

原料の移動速度はシャフト３の回転速度で決定され、密
閉容器１において原料が加熱ガスによる一定時間加熱さ
れるようにスクリューコンベア２の運転速度を調節する
。

密閉容器１の両側部の夫々に原料導入口５と原料導出口
６とを設け、この部分にガス連通管７，７を接続し、加
圧加熱ガスを密閉容器１に充填、供給する。

加圧加熱ガスとしては例えば飽和水蒸気、過熱水蒸気、
加熱された炭酸ガス、窒素ガス、アルコール蒸気等を挙
げることができるが、一般的には飽和水蒸気が好ましい
。

原料導入口５にケース８を接続する。

ケース８から一体化してシリンダー９を突出させ、この
シリンダー９内に原料投入手段を装着する。

投入手段は高圧シール型スクリューフィーダー１０とし
、シリンダー９内に軸１１を挿通するとともに、この軸
１１の外周面に螺旋状のスクリュー羽根１２を設けるこ
とによりこのスクリューフィーダー１０が形成される。

スクリュー羽根１２のピッチは一様ではなく、図中左端
から右端、即ち原料の送り方向に従ってそのピッチを次
第に小さくする。

又軸１１をケース８に臨むシリンダー９の先端面９ａま
で延出せず、先端面９ａとの間に空間部Ｓを確保する。

先端面９ａを絞り盤１３とし、この紋り盤１３にケース
８側へ次第に径寸法を小さくした先細り状の絞り孔１４
を形成する。

ケース８内には外周面に回転刃を備える筒状のクラッシ
ャー１５を取り付け、シリンダー９の出口側開口部であ
る絞り孔１４と対向させる。

このクラッシャー１５は筒状とせず、例えば回転軸１５
ａの下端に直線状の支持棒を設け、支持棒の端部に刃
を垂下させたものでもよく、クラッシャーの形状、構造
は任意である。

高圧密閉容器１とシリンダー９とに必要に応じて蒸気ジ
ャケラｌ−１６，１７を装着し、本実施例では両ジャケ
ツ） １６．１７を接続管１８で連通させた。

これによりシリンダー９、密閉容器１を保温、加熱する
ようにし、必要に応じてジャケット１６側の蒸気温度を
密閉容器１側よりも高め、密閉容器１内におけるドレー
ンの発生と原料水分の増加を抑制するようにする。

前記原料導出口６に原料排出手段を組み込んだケース１
９を接続する。

この原料排出手段を高圧シール型のロータリーフィーダ
ー２０とする。

ケース１９内周面とロータリーフィーダ−２０外周面と
の間には図示していないが気密性確保のためのシール板
が介入され、気密性を維持しつつロータリーフィーダー
２０が回転するように構成されている。

ロータリーフィーダー２０には外径方向に開口する２個
のポケット部２１．２１を形成し、夫々のポケット２１
．２１にピストン２２．２２を摺動自在に嵌装し、これ
らをロッド２３で連結する。

このロッド２３は空気圧、油圧等の液体作動手段に連ら
なり、一方のポケット部２１が原料導出口６と対向した
場合にはこのポケット部２１のピストン２２が後退勤し
て原料を受は入れ、他方のポケット部２２のピストン２
２が前進動して原料を掻き落しながら排出するように構
成されている。

次に作用について述べる。

前記シリンダー９に設けた原料受入口９ｂから例えば籾
殻、羽毛、薬類等の処理すべき軽量な原料を入れる。

原料はスクリューフィーダー１０の送り作用によりシリ
ンダー９先端側へ移動する。

この場合、スクリューフィーダー１０のスクリュー羽根
１２は先部へ進むに従いピッチが小さくなっているため
、スクリュー羽根１２によって送られるに伴い原料は圧
密化されて密度が高まり、原料相互が固ってスクリュー
フィーダー１０先端とシリンダー９の先端面９ａとの間
に設けた空間部Ｓに固形状態となって溜り、空間部Ｓが
原料の保持空間部となる。

固形化した原料は後続の原料に押されて絞り盤１３の絞
り孔１４に圧入され、絞り孔１４により圧密化が促進さ
れつつケース８側に塊つとなって押し出される。

この時点では既に高圧密閉容器１にガス連通管７から加
圧加熱ガスが充填供給され、原料導入口５を介して密閉
容器１と連通しているケース８にも高圧のガスが充満し
ているが、以上の如く原料は保持空間部Ｓで固形化され
、絞り孔１４で圧密化が更に促進されてケース８に押し
出さ一！するため、原料が閉塞栓となってガスは絞り孔
１４から漏れることはなく、且つ原料の重さが軽く、質
量が小さくてもガス圧により原料がスクリューフィーダ
ー１０側へ逆流したり、押し戻されたりすることはなく
、従来における原料の吹き上り等を有効に防止する。

この場合、第１図図示例ではスクリューフィーダー１０
の軸１１を軸方向に等しい径で形成し、スクリュー羽根
１２のピッチを先部側へ次第に小さくしたが、第２図、
第３図に示すように形成しても原料の圧密化、固形化を
遠戚することができる。

第２図で示したスクリューフィーダー１０−１はスクリ
ュー羽根１２−１のピッチを同じとし、軸１１−１の径
を先部側へ次第に大きくして先太り状とした。

これによれば、シリンダー９とスクリュー羽根１２−１
とで囲まれる空間の容積は原料出口側へ次第に小さくな
るため、前記実施例と同様に原料を順次圧縮し、圧密化
することができる。

第３図で示したスクリューフィーダー１０−２はスクリ
ュー羽根１２−２のピッチも軸１１−２の径も同じとし
、スクリュー羽根１２−２の径を先部側へ進むに従い次
第に小さくし、シリンダー９−２の内径寸法をこれに適
合するように変え、シリンダー９−２を先細り状とした
。

この実施例によってもシリンダー９−２とスクリュー羽
根１２−２とで囲まれる空間の容積を原料出口側へ次第
に小さくできるため、原料の圧密化を達成することがで
きる。

以上の如くして絞り孔１４から棒状の塊つとなってケー
ス８に押し出された原料は、前記筒状クラッシャー１５
の回転刃により粉砕され、適度の粒状となる。

これにより高圧密閉容器１内において原料をガス熱で加
熱処理するにさいして原料への熱の浸透を確実なものと
し、加圧加熱処理のむらをなくす。

絞り孔１４から固形化して絞り出される原料はその原料
の種類や含水量、更には形状により圧密状態が異なるた
め、クラッシャー１５の回転軸１５ ａの回転速度を調
整すすることにより、原料の種類等に応じた適正な速度
でクラッシャー１５を回転させて原料を破砕し、はぐす
。

はぐされた原料はケース８から高圧密閉容器１に導入口
５を通過して落下し、スクリューコンベア２により導出
口６側へ送られる。

この間、原料は密閉容器１内を移動しつつ加圧加熱ガス
により加圧加熱され、原料の処理が威される。

原料導出口６に達した原料はロータリーフィーダー２０
のポケット部２１に落下し、収容される。

ロータリーフィーダーの回転でポケット部２１の気密性
が維持されつつ原料は外気と同じ気圧となっている排出
口２４に達し、ピストン２２の前進動でポケット部２１
から払い出される。

原料の加熱を加圧条件下で行うと、常圧条件下で加熱し
た場合において当然蒸発すべき原料内の水分は蒸発を押
えられて高温高圧の圧縮水となるため、この原料を高圧
から低圧の例えば外気に急激に放出すると、原料内の圧
縮水は爆発的に膨化し、原料の組織の破壊が威され、且
つ原料は蒸気の抜けた跡が空間となった多孔状となる。

本考案に係る装置はポケツＩ・部２１が排出口２４に臨
んだ時にこれと同じ現象が具現化され、原料の膨化処理
が威される。

ところで、原料の排出手段として以上の如きロータリー
フィーダーを使用せず、これの代りに高圧シール型スク
リューフィーダーを用いた場合には以下の如き不具合が
ある。

スクリューフィーダーでは密閉容器中のガス圧は原料と
スクリューフィーダーの摩擦エネルギーとして消費され
、スクリューフィーダーに沿って原料が送られるに従い
ガス圧は次第に降下し、排出される時点ではガス圧は殆
んど無くなり、原料内の圧縮水の急激な解放が威されな
いため、原料の膨化処理を期待し難い。

従って本考案の如く排出手段としてロータリーフィーダ
ーを用いることは極めて重要である。

第４図は本考案に係る連続式膨化処理装置の別実施例を
示す。

この装置はスクリューコンベア２０を組み込んだ高圧密
閉容器２１と、原料導入口２２、ケース２３を介して密
閉容器２１と連通ずるシリンダー２４に組み込んだ高圧
シール型のスクリューフィーダー２５と、原料導出口２
６を介して密閉容器２１と連通するケース２７に組み込
んだ高圧シール型ロータリーフィーダー２８とがらなり
、スクリューコンベア２０とスクリューフィーダー２５
は第１図図示実施例と同じ構造のものを採用した。

スクリューフィーダー２５の軸２９の先端にはスクリュ
ー羽根３０で送られつつ圧縮され、密度の高まった固形
状態の原料を収容、保持する保持空間部Ｓ１が形成され
ている。

スクリューフィーダー２５の先端部、原料出口側には放
射状の切溝を外面の頂部から周縁部に亙って形成した円
錐状のクラッシャー３１を保持空間部Ｓ１に臨ませるよ
うに形成し、原料出口側開口部にクラッシャー３１を横
向きに挿入する。

このようなりラッシャー３１を採用しても保持空間部Ｓ
１に収容された圧密状態の原料を粒状に粉砕し、はぐす
ことができる。

シリンダー２４の周壁には脱水孔３２・・・・・・を形
成し、スクリューフィーダー２５で送られつつ圧密化さ
れる水分過多の原料に含まれている余分の水分をこの脱
水孔３２から除去し、排水カバー３３がら取り出す。

水分を多く含んでいる原料は膨化処理するにさいしてそ
の品温を一定温度に上昇させるために多量の熱を必要と
し、又加熱により粘度が増して密閉容器内壁に付着し易
くなり、均一な加圧加熱が阻止され、更には膨化処理し
た原料を乾燥しなければならないなど後処理が面倒とな
る。

従って脱水孔３２を設けることによりこのような問題点
を解決することができ、特に本考案の如くシリンダー２
４に脱水孔３２を形成するようにすれば、特別に脱水装
置を設置する必要はなくなり、構造の簡単化を達成する
ことができる。

前記ロータリーフィーダー２８は放射状に形成したブレ
ード３４・・・・・・を備え、ブレード３４・・・・・
・の間に外径方向へ開口したポケット部３５が形成され
ている。

夫々のブレード３４に押し部材３６が縦通し、その先端
にシール部材３７を設け、押し部材３６の押圧作用によ
りシール部材３７がケース２７の内周壁に当接し、ロー
タリーフィーダー２８は気密性を維持して回転し、この
回転に伴い夫々のポケット３５に収容された原料が排出
口３８に放出され、膨化処理される。

尚第４図中、３９は密閉容器２１に加圧加熱ガスを充填
供給するためのガス連通管である。

次に本考案に係る装置の実験結果を述べる。

前処理していない緻密で硬い籾殻を高圧シール型スクリ
ューフィーダーに投入したところ、原料をガス圧の影響
を受けることなく高圧密閉容器に円滑、且つ連続して送
り込むことができた。

そしてシリンダー内の保持空間部において圧密化された
籾殻の閉塞栓が確実に形成され、この閉塞栓は密閉容器
に充満する６ ｋｇ／ｃｍ２（ゲージ圧）の飽和水蒸気
ガスを確実にシールすることを確認できた。

この閉塞栓はスクリューフィーダー山ロ側開ロ部に設け
たクラッシャーで粉砕され、密閉容器で加圧加熱するに
適正となるようにほぐされた。

そのほぐされた籾殻をスクリューコンベアで約２分間密
閉容器内を移動させながら６ｋｇ／ｃｍ２（ゲージ圧）
の飽和水蒸気ガスで加圧加熱した後、高圧シール型ロー
タリーフィーダーにより急激に大気圧下に放出したとこ
ろ、非常に柔らかく良質の籾殻を得ることができた。

このようにして得られた膨化処理後の籾殻が備えている
最大容水量を調べたところ、未処理の籾殻の１７．６％
に対して平均値で１８５％と１０倍以上の測定値となっ
た。

この測定の方法は朝食書店発行、実験農芸化学、上巻（
東京大学農芸化学教室著）、第１６頁記載の方法に従っ
た。

次に第４図図示実施例と同様に円錐型のクラッシャーを
使用し、スクリューフィーダーを組み込んだシリンダー
の略中央部の周壁に均等の間隔で直径６ｍｍの脱水孔を
設け、水分含量７０％の羽毛９００ ｋｇを高圧シール
型スクリューフィーダーに投入して圧密したところ、脱
水孔から５６０ ｋｇの排水量が得られ、脱水孔の確実
な脱水作用を確認した。

又スクリューフィーダーで圧密化されてシリンダーの保
持空間部に溜った羽毛は閉塞栓となり、この閉塞栓は７
ｋｇ／Ｃｍ２（ゲージ圧）の飽和水蒸気ガスを確実にシ
ールした。

更に固形化し、圧密状態となった羽毛は円錐型クラッシ
ャーで粉砕されて密閉容器に円滑に送り込まれ、スクリ
ューコンベアで密閉容器内を６分間移動させつつ７ｋｇ
／Ｃｍ２（ゲージ圧）の飽和水蒸気ガスで加圧加熱した
後、高圧シール型ロータリーフィーダーから急激に放出
すると、組織の柔らかくなった羽毛を得ることができた
。

この羽毛は乾燥装置により極めて簡単に乾燥することが
でき、水分含量７％の羽毛となった。

これはフェザ−ミールとして極めて好ましいものである
。

以上の説明で明らかなように本考案によれば、高圧密閉
容器の原料導入側に取り付ける原料投入手段をスクリュ
ーフィーダーとしたため、原料を圧密化することができ
、従来装置の問題点、特に軽量な原料を膨化処理するに
さいしての問題となっていた原料のガス圧による吹き上
りや漏れてくるガスによる押し戻しを原料を圧密化して
閉塞栓とすることにより有効に解決することができ、こ
の種原料の処理に威力を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は装置全体を示す断面図、第２図、第３図は高圧
シール型スクリューフィーダーの別実施例を示す断面図
、第４図は装置の他の実施例を示す第１図と同様の図で
ある。 尚図面中、１，２１は高圧密閉容器、９，２４はシリン
ダー、１０．２５は高圧シール型スクリューフィーダー
、１１．２９は軸、１２．３０はスクリュー羽根、１４
は絞り孔、１５．３１はクラッシャー、２０，２８は高
圧シール型ロータリーフィーダー、２１，３５はポケッ
ト部、３２は脱水孔、Ｓ、Ｓ、は保持空間部である。

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）密閉容器の原料導入側に先端の開口部が臨む原料
   導入用シリンダと、このシリンダ内に配設され先端に向
   うに従いシリンダ内面、軸外周面及び羽根によって区画
   される空間が徐々に小さくなるスクリューフィーダーと
   、原料導入用シリンダの先端開口部近傍に配設された原
   料粉砕用クラッシャーと、原料を膨化して排出すべく前
   記密閉容器の原料導出側に取り付けられたロータリーフ
   ィーダーとを備えてなる原料の連続式膨化処理装置。
2. （２）前記ロータリーフィーダーはケース内面に向って
   伸びそれぞれの間でポケット部を形成する複数のプレア
   トと、これらブレード内に縦通ずる押し部材と、該ブレ
   ード先端部に設けられるとともに該押し部材によってケ
   ース内面に摺接せしめられるシール部材とからなること
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の原料
   の連続式膨化処理装置。
3. （３）前記密閉容器は蒸気ジャケットによりその外周部
   が覆われていることを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第１項記載の原料の連続式膨化処理装置。
4. （４）前記原料導入用シリンダには脱水孔が形成され、
   この脱水孔を形成した部分は排水カバーに覆われている
   ことを特徴とする実用新案登録求の範囲第１項記載の原
   料の連続式膨化処理装置。
5. （５）前記原料導入用シリンダの先端部に形成された開
   口部は絞り孔形状とされていることを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の原料の連続式膨化処理装
   置。