KR101362722B1

KR101362722B1 - 롤러식 고액 분리 장치

Info

Publication number: KR101362722B1
Application number: KR1020100045008A
Authority: KR
Inventors: 토이치로 타카이; 사토시 우에다; 토루 아와즈; 모토나리 아마노; 켄지 카사마; 마사히로 요시다; 마사아키 와타나베
Original assignee: 타카이 토후 앤 소이 밀크 이큅먼트 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2009-11-09
Filing date: 2010-05-13
Publication date: 2014-02-13
Also published as: JP4913202B2; US8505740B2; US20110108475A1; KR20110051127A; JP2011097891A

Abstract

항상 균일한 압력이 가해져 고액 혼합물로부터 고형분과 액상분으로 분리할 수 있고, 게다가 단시간에 대량으로 처리할 수 있는 롤러식 고액 분리 장치를 제공한다.
펌프 등의 공급 수단에 의해 적절하게 가압되면서 공급되는 고액 혼합물을 회전하는 롤러(R1, R2)를 통과시킨 후에 근접 배치되는 케이싱 벽(3)에, 고형분을 배출시키는 배출창(8)이 형성됨과 아울러, 이 배출창(8)을 폐색하는 방향으로 소정의 가압력이 가해지는 가압 덮개(9)를 구비하고, 고액 혼합물로부터 액상분을 상기 롤러(R1, R2)에 의해 분리시킴과 아울러, 상기 가압 덮개(9)에 의한 가압이 가해진 배출창(8)으로부터 고형분을 배출시킨다.

Description

롤러식 고액 분리 장치{ROLLER TYPE SEPARATOR FOR SOLID LIQUID MIXTURE}

본 발명은, 다수의 구멍이 외주에 형성된 스크린을 가지고 있는 롤러를 구비하고, 고액(固液) 혼합물로부터 고형분과 액상분을 다수의 구멍을 통하여 분리하는 롤러식 고액 분리 장치에 관한 것이다.

종래, 두부 제조나 유부 제조시에, 대두를 밤새 물에 담근 후, 물을 가하면서 갈아 으깨어서 얻어진 대두 슬러리(소위 「생콩물」)를 끓여서 얻어진 고액 혼합물(소위 「끓인 콩물」. 이하, 본 명세서 중에서 「콩물」이라고도 함.), 즉 고형물과 액상물이 혼합된 고액 혼합물로부터 액체를 여과하여 분리하는 고액 혼합물의 분리 장치가 알려져 있다.

고액 혼합물의 분리 장치로서는, 다수의 구멍이 형성된 통 형상의 스크린과, 스크린의 내부에서 나선 스크루를 회전구동시키는 스크루 방식이 있고, 이것과 자연 여과를 행하는 다수의 구멍이 형성된 통 형상의 스크린(여과용 스크린)과 조합하여 다단계 방식을 채용하는 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 1이나 2 등). 한편, 축방향을 평행하게 하고 대향하는 좌우 1쌍의 롤러 사이에 고액 혼합물을 공급하는 롤러 방식의 것이 있다. 1쌍의 롤러에서는 한 번밖에 짜낼 수 없다고 하여, 특허문헌 3에서는, 1쌍의 롤러로 그 상방으로부터 공급되는 고액 혼합물(콩물)을 압착하고(1차 짜내기), 다음에 받아들임량 보다도 배출량을 작게 하도록 형성한 짜내기 통로가 연통되어 있는 체류부에 받아들여지고, 롤러 하면과 체류부에서 비지를 압착한다(2차 짜내기). 특허문헌 3의 실시예에서는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 1쌍의 롤러(1, 1)와, 롤러에 부착하는 고형분을 긁어내는 스크레이퍼(4, 4)와, 롤러(1, 1)의 대향 중심부(17)로부터 양쪽 스크레이퍼(4, 4)에 이르기까지의 대향 하측면 부분(16a, 16a)으로 둘러싸이도록 비지(고형물)의 체류부(5)가 형성되고, 이 체류부(5)에는, 체류한 비지에 압착 압력을 주도록, 받아들임량보다도 배출량을 작게 하도록 통로를 좁혀 형성한 짜내기 통로(50)가 형성되어 있다. 또한, 짜내기 통로(50)의 배출구(51)에는, 배출구(51)를 폐쇄하는 방향으로 스프링(52)에 의해 가압한 덮개(53)가 설치되고, 이 덮개(53)에 의해, 체류부(5)의 내압에 따라 배출구(51)의 개구 면적을 가감가능하게 형성하고 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 제3417794호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 제3392322호 공보 특허문헌 3: 일본 특허 제3537377호 공보

그런데, 롤러식 고액 분리 장치는 고액 혼합물을 단시간에 대량으로 처리하는 이점을 가지고 있다. 다른 한편, 콩물로부터 양질의 두유를 얻을 수 있는 방식은 자연여과 방식이며, 자연여과부와의 병용을 행하는 상기 특허문헌 1이나 2 등이 적합하다. 일반적인 롤러식 고액 분리 장치는, 1쌍의 롤러로 짜내기 처리가 행해지는 것이 통상이며, 특허문헌 3도 1쌍의 롤러로 짜내기 처리가 행해지는데, 체류부(5)와 짜내기 통로(50)를 설치하고, 롤러와 롤러 사이와 그 하방측에서 여과(탈수 또는 압착)를 강한 압력을 가하여 행한다.

그렇지만, 특허문헌 3에서는, 1쌍의 롤러로 고액 혼합물(콩물)을 압착하고(1차 짜내기), 다음에 받아들임량보다도 배출량을 작게 하도록 형성한 짜내기 통로(즉, 특허문헌 3은 통로의 입구에 비해 출구의 단면적을 좁게 좁히는 구조로 해석할 수 있다.)가 연통되어 있는 체류부에 받아들여지고, 롤러 하면과 체류부에서 고형분(비지)을 2차 짜내기한다고 하지만, 콩물 점도 변화 등 상황에 따라 액상분(두유)와 고형분(비지)의 유량이 변동하고, 그것이 내압 변동으로 이어지고, 그것에 따라 비지의 짜내기 상태나 두유의 품질의 불균일로 연결되고 있었다. 그 짜내기 통로의 좁힘도 가감(加減)은 고액 혼합물의 농도나 제품에 따라 최적의 가감으로 설정해둘 필요가 있으며, 경우에 따라 폐색되어 막혀버릴 우려가 있다. 또한, 1차 짜내기와 2차 짜내기를 적절하게 행하기 위하여 롤러의 회전속도를 조절하거나, 쌍 롤러(1, 1)와 체류부(5)를 구성하는 스크레이퍼(4)와의 설정위치의 조정을 하거나, 또한, 받아들임량보다도 배출량을 작게 하도록 통로를 좁혀 볼 필요가 있는데, 이것들의 설정이나 조정도 어렵다. 그 짜내기 통로의 좁힘도 가감은 내압의 가감에 상당하고, 본래이면 고액 혼합물(농도나 점도 등)이나 제품(두부나 유부)에 의해 최적의 가감으로 설정해 놓아야 하지만, 좁힘도 가감이 고정이라면 제품 전환이 어렵거나, 예를 들면, 미세 부스러기 혼입량이 많은 상태라면 유부의 품질이 나쁘거나, 경우에 따라서는 폐색되어 막혀버리는 문제가 있었다. 또한, 짜내기 통로(50)의 배출구(51)에는, 배출구(51)를 폐쇄하는 방향으로 스프링(52)에 의해 가압한 덮개(53)가 설치되는데, 제품(예를 들면, 두부와 유부)의 차이에 따라서는 상이한 짜내기 상태를 설정하는 경우에는 스프링의 교환을 수반하는 수고가 생기거나, 부착 위치가 장치 하측에서 깊숙한 위치에 있기 때문에, 육안관찰이나 간극 조정(간극 측정)이나 세정작업을 하기 어렵다고 하는 결점이 있었다. 또 덮개(53)의 탈착시의 실수로 고가의 롤러의 스크린을 상처 내기 쉬운 결점도 있었다. 덮개(53)는 도면으로부터 쐐기형 형태만이 개시되어 있으며, 그 배열 설치 형태에 관한 상세한 기재는 일체 없다(전폐 가능, 세정성 등의 기재가 없음). 또한, 덮개가 가는 쐐기형이고, 좁은 배출구의 개구도를 조정하므로, 스프링 계수가 작은 스프링이어도 적당한 내압을 가할 수 있지만, 실제로는 필요 이상의 내압을 가하고 있는 경향이 있고, 그 때문에 두유에 혼입되는 미세 부스러기량이 대단히 많아, 제품 품질상의 문제도 발생할 수 있는 우려가 있다.

그리고, 종래의 일반적인 롤러식 고액 분리 장치에서도, 회전 롤러의 회전속도나, 롤러의 구성(다수의 구멍의 크기의 차이)이나, 고액 혼합물 중의 고형분 비율, 액상분의 농도 등에 의해, 배출되는 고형분(비지)의 성질(압력이 가해진 상태에 따른 수분 변동)은 어쨌든 상이한 것으로 되는데, 이것은, 원하는 균일한 여과에 의한 액상분을 분리한 것으로 되는 것도 아니고, 또 액상분 중의 미세한 고형물량(두유의 경우, 미세 부스러기(잔재)라고 한다.)의 차이, 성분 중의 고분자(단백질 등)의 고차 구조나 유화 상태가 변화하여, 제품 품질에 미묘하게 영향이 생긴다. 예를 들면, 두부업계에서는 경험적으로 강한 짜내기를 행한 두유에서는 유부나 설튀김이 빨갛게 되는 등의 제품 문제가 일어나는 것이 알려져 있는데, 이것은, 원하는 고품질이고 안정한 균일한 여과에 의한 액상분(두유)을 분리한 것으로 되는 것도 아니다.

그래서 본 발명의 목적은, 고액 혼합물 공급량의 변동이나 고액 혼합물 점성의 변동에 의한 내부압력 변화 등에 영향받지 않고, 항상 균일한 압력이 가해져서 고액 혼합물로부터 고형분과 액상분으로 안정하게 분리할 수 있어, 고형물이 폐색되기 어렵고, 좁힘도 가감을 조정하기 쉬워, 세정작업이 쉬운 롤러식 고액 분리 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 청구항 1 기재의 롤러식 고액 분리 장치는, 다수의 구멍이 외주에 형성된 스크린을 가지고 있는 롤러를 케이싱 내에 구비하고, 롤러의 외측에 있는 고액 혼합물이 펌프 등의 공급 수단에 의해 적당한 압력으로 공급되고, 다수의 구멍을 통하여 고형분을 분리하고, 액상분을 내측으로 여과하는 롤러식 고액 분리 장치에 있어서, 공급 수단에 의해 공급되는 고액 혼합물을 회전하는 롤러를 통과시킨 후에 근접 배치되는 케이싱 벽에, 고형분을 배출시키는 배출창이 형성됨과 아울러, 이 배출창을 폐색하는 방향으로 가압 수단에 의해 소정의 가압력이 안정하게 가해지는 가압 덮개를 구비하고, 고액 혼합물로부터 액상분을 상기 롤러에 의해 분리시킴과 아울러, 상기 가압 덮개에 의한 가압이 가해진 배출창으로부터 고형분을 배출시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 2 기재의 롤러식 고액 분리 장치는, 고액 혼합물이 펌프 등의 공급 수단에 의해 적당한 압력으로 공급되는 케이싱 내에 복수의 롤러를 구비하고, 복수의 롤러의 적어도 하나의 롤러가 그 외주에 다수의 구멍이 형성된 스크린을 가지고 있는 여과용 롤러이고, 롤러의 외측에 있는 고액 혼합물로부터 다수의 구멍을 통하여 고형분을 분리하고, 액상분을 내측으로 여과하는 롤러식 고액 분리 장치에 있어서, 공급 수단에 의해 공급되는 고액 혼합물을 회전하는 롤러를 통과시킨 후에 근접 배치되는 케이싱 벽에, 고형분을 배출시키는 배출창이 형성됨과 아울러, 이 배출창을 폐색하는 방향으로 가압 수단에 의해 소정의 가압력이 안정하게 가해지는 가압 덮개를 구비하고, 고액 혼합물로부터 액상분을 상기 롤러에 의해 분리시킴과 아울러, 상기 가압 덮개에 의한 가압이 가해진 배출창으로부터 고형분을 배출시키는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 고액 혼합물의 공급 수단은 자중 공급식(낙차 방식)이어도 되지만 그 레벨(높이)에 따라 밀어넣기압이 변동하기 쉽기 때문에, 바람직하게는 펌프식이 좋고, 예를 들면, 기어 펌프, 로터리 펌프나 모노 펌프 등의 정량 펌프나, 원심식 펌프 등이며, 0.001∼0.5MPa, 바람직하게는 0.002∼0.2MPa의 토출압이 얻어지는 것이면, 특별히 한정되지 않는다. 이들 펌프는 롤에 의한 액상분의 여과속도나 고형물의 배출속도와의 밸런스를 잡도록 조정이 필요하며, 수동조정이어도 되지만, 압력센서나 인버터 등을 구비한 자동 제어가 바람직하다. 너무 높은 토출압의 펌프에서는, 여과면 이외의 간극으로부터 고액 혼합물이 새거나, 여과면인 스크린으로의 부하가 커져 파손될 우려가 있다.

이들 본 발명에 의하면, 고액 혼합물을 공급하면, 배출창은 가압 덮개에 의해 균일한 압력이 가해진 상태이기 때문에, 균일한 압력이 가해진 상태의 고형분(거의 일정한 수분율의 고형분)이 배출창으로부터 배출되고, 케이싱 내에서는, 롤러에 의해 균일한 품질의 액상분의 여과가 행해지게 된다.

상기 고액 혼합물이 두부나 유부 등의 두부류를 제조하는 콩물이고, 상기 고형분이 비지이며, 상기 액상분이 두유라고 하고 설명하면, 가압 덮개에 의해, 콩물의 농도나 점도나 잔재(미세 부스러기) 등의 변동에 관계없이 일정하게 유지되므로, 짜내기의 강도도 거의 일정한 비지가 배출창으로부터 배출되어, 케이싱 내에서는, 롤러에 의해 균일한 농도나 바람직한 품질(단백질 고차 구조나 유화 상태가 유지되는, 잔재(미세 부스러기) 함유량이 적은 등)의 두유가 분리되게 된다(청구항 5). 또한, 가압 덮개에 가해지는 압력을 조정하는 것만으로, 운전 중이라도 순간적으로 고형분의 짜내기 상태를 간단하게 조정할 수 있다. 또한, 1쌍의 롤러와 롤러 사이의 일방측으로부터 본원은 전폐(全閉) 가능하고 가압 수단도 공기압으로 거의 안정하며, 비지의 수분도 일정하게 된다. 체류부의 용적은 일정하며, 체류부의 통로나 짜내기 통로는 배출창을 향하여 점차로 넓게, 퍼지는 것과 같은 형태이어도 되고, 폐색되기 어려워, 여러 고형물 성상에도 대응할 수 있다.

특히 가압 덮개의 부착이 케이싱 벽의 외측에 배치되기 때문에, 육안관찰이나 조정이나 세정작업을 하기 쉽다. CIP 세정 등의 자동순환 세정을 행할 때는, 가압 덮개는 배출창을 고형물 존재하에서도 전폐 가능하여, 액 누출되지 않는 실링 상태를 만들 수도 있도록, 사이에 패킹을 구비하거나, 메탈 터치이고 높은 실링성을 구비하거나 하는 것이 바람직하다. 또한 고형물 존재하에서도 실링성을 확보하도록 예리한 톱니형 구조이고, 끼워맞춤 정밀도 내지는 평면 정밀도를 높인 형태가 바람직하다. 또 스크레이퍼로부터 배출창 전의 체류부나 통로부를 평행하더라도 넓게 하거나, 배출측을 향하여 넓어지도록, 압력 손실이 생기지 않고 좁히지 않은 구조로 함으로써 고형분의 배출을 원활하게 해서, 고형분의 폐색을 회피하여 세정성을 높이는 것이 가능하다.

가압 수단으로서는 스프링이나 에어실린더나 무게추 등으로 한정은 하지 않지만, 항상 일정하고 안정한 하중을 줄 수 있고, 또 스프링의 교환, 무게추의 갈아 끼움에 의하지 않고, 하중 조정 범위가 폭넓어 수치 설정하기 쉽고 재현성이 높으므로, 공기압·유압·수압의 실린더가 바람직하다.

본 발명의 청구항 3 기재의 롤러식 고액 분리 장치는, 상기 롤러는, 롤러 축이 서로 평행하고 상하 1쌍으로 배치되는 제 1 롤러와 제 2 롤러를 구비하고, 이들 1쌍의 롤러와 롤러 사이의 일방측으로부터 고액 혼합물이 공급됨과 아울러, 1쌍의 롤러와 롤러 사이의 타방에 상기 배출창이 배치되는 것을 특징으로 한다. 즉, 롤러의 축방향이 수평방향 또는 수직방향의 어디라도 상관없이, 1쌍의 롤러로서 적용할 수 있다. 특히 롤러 축 방향이 수직이고 좌우 1쌍의 형태나 롤러 축 방향이 수평이고 상하 1쌍의 형태는 공간절약적이며 또한, 배출구 주변이 육안관찰하기 쉬워, 조정이나 점검의 작업성의 면에서, 바람직하다. 또 롤러 축 방향이 수평인 형태에서는 롤러의 분리 작업의 면에서 바람직하다. 따라서, 특히, 롤러 축 방향이 수평이고 상하 1쌍의 형태가 가장 바람직하다고 할 수 있다. 롤러 축 방향이 수평이고 비스듬히 상방과 비스듬히 하방으로 구성한 1쌍의 형태(높이가 다른 평행축 형상)이어도 비교적 바람직하다고 할 수 있다. 또 3개 이상의 롤러로 이루어지는 경우, 가장 공급측에 가까운 2개의 롤러 사이의 공급영역(H1)에 고액 혼합물이 공급되고, 배출창에 가까운 2개의 롤러 사이의 배출영역(H2)에 상기 배출창이 배치되는 것도 동일한 형태이다(도 7(a), (b), (c) 참조). 롤러 축 방향도 수평보다 비스듬히 배치함으로써, 예를 들면, 롤러 내의 액상분이나 공기의 배출을 촉진시키는 형태로 해도 된다. 롤러 내의 공기의 배출을 우선한 경우, 롤러 축 방향이 수직이고 또한 액상 분출구가 상향이 좋다.

본 발명에 의하면, 케이싱 내에 고액 혼합물을 공급하면, 즉시 상하 또는 좌우로 배치되는 1쌍의 롤러 사이를 통과시켜, 1쌍의 롤러에 의한 압력이 가해진 직후의 위치(내지는 배출측의 영역(H2)의 범위에)에 배치되는 상기 배출창으로부터 고형분을 배출시킨다. 예를 들면, 롤러 외주의 접선방향이며, 롤러에 가까운 위치에 상기 배출창을 설치하는 것이 바람직한 형태의 하나이다. 즉, 고액 혼합물의 공급량을 조정함으로써, 일정 수분의 고형분을 배출창으로부터 배출시키는 것이 용이하게 된다.

본 발명의 청구항 4 기재의 롤러식 고액 분리 장치는, 상기 롤러는 제 1 롤러와 제 2 롤러가 상하로 배치되고, 상기 케이싱 벽이 상기 롤러의 원주 형상을 따라 원호 형상으로 형성되고, 상기 배출창이 제 1 롤러와 제 2 롤러의 사이에 위치하는 상기 케이싱 벽에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 상기 케이싱 벽이 상기 롤러의 원주 형상을 따라 원호 형상으로 형성됨으로써, 배출구의 부재(가압 덮개)를 롤러 대향부 부근에 배치할 수 있어, 장치의 소형화를 도모할 수 있다. 롤러 대향부에 근접함으로써 고액 혼합물에 롤러 회전력이 가해지기 쉬워짐과 아울러, 롤러를 통과시킨 후 즉시 롤러에 의해 압출압력이 가해진 상태의 고형분을 배출창으로부터 배출할 수 있다. 또한, 고액 혼합물의 공급구를 상기 배출구의 반대측의 위치에 설치함으로써, 공급한 고액 혼합물을 롤러 대향부로 바로 보내어, 그 흐름 방향 대로 상기 배출구를 향하여 밀어내도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 롤러의 수나 배치는 여러 가지를 생각할 수 있으며, 롤러는 하나이어도 그 이상이어도, 짝수 개수나 홀수 개수이어도 되고, 예를 들면, 3개의 롤러를 지그재그 형상으로 배치하는 것도 가능하다(도 7(a), (b), (c) 참조).

본 발명에 의하면, 고액 혼합물이 공급 수단에 의해 적당한 가압상태로 공급됨과 아울러, 1쌍의 롤러와 롤러 사이의 타방측에 배치된 상기 배출창과 가압 덮개와의 간극으로부터 고형분을 배출창으로부터 배출시키는 구성으로 함으로써, 종래와 같이 롤러의 회전속도나 고액 혼합물 중의 고형분 비율, 액상분의 농도 등을 걱정하지 않고, 고액 혼합물의 공급량을 임의로 변화시켜도, 일정 수분의 고형분을 배출창으로부터 용이하게 배출할 수 있다. 간단한 구조로, 배출창으로부터 일정한 품질(수분율)의 고형분을 배출시킬 수 있음과 아울러, 케이싱 내에서는 회전하는 롤러에 의해 균일한 품질의 액상분이 여과된다. 또, 가압 수단에 의해 가압 덮개에 가해지는 압력을 조정하는 것만으로, 운전중이어도 순간적으로 고형분의 짜내기 상태를 간단하게 조정할 수 있다. 그리고, 간단한 구조로, 폐색하지 않고 고액 혼합물을 단시간에 대량으로 처리 가능하다. 또 가압 덮개를 사용하여, 배출창과의 사이에 패킹을 배열 설치함으로써, 케이싱 내를 전폐 상태로 하는 것이 용이하여 자동순환 세정도 실시하기 쉽다. 즉, 고액 혼합물을 단시간에 대량으로 처리 가능하고, 세정도 용이하게 된다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 롤러식 고액 분리 장치를 도시하는 단면도이다.
도 2는 상기 제 1 실시형태의 상하의 롤러와 구동기구를 도시하는 단면도이다.
도 3은 상기 도 1의 제 1 롤러와 제 2 롤러를 설명하는 확대 단면도이다.
도 4는 상기 제 1 실시형태의 사시도이다.
도 5는 상기 제 1 실시형태의 다른 예를 설명하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태의 롤러식 고액 분리 장치의 단면도이다.
도 7은 상기 각 실시형태의 다른 예를 설명하는 도면으로, (a)는 롤러가 1개인 경우의 예이고, (b)는 롤러가 3개인 경우의 예이고, (c)는 롤러가 4개인 경우의 예이다.
도 8은 상기 각 실시형태의 다른 예를 설명하는 도면으로, (a)는 가압 덮개가 좌우 개방 타입의 예이고, (b)는 직동 밀어내기 타입의 예이고, (c)는 가압 수단이 스프링식의 예이며, (d)가 가압 수단이 무게추의 예이다.
도 9는 상기 각 실시형태의 롤러의 구조를 설명하는 단면도이다.
도 10은 상기 각 실시형태의 롤러의 구조를 설명하는 단면도이다.
도 11은 종래 장치의 예를 도시하는 단면도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명을 적용한 롤러식 고액 분리 장치에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

(제 1 실시형태)

도 1은 본 실시형태의 롤러식 고액 분리 장치(Z1)의 단면도이며, 도 4는 사시도이다. 도 2는 고액 분리 장치(1)의 각 롤러(R1, R2)와 그 구동 수단을 설명하는 단면도이다. 도 3은 도 1의 롤러(R1, R2)의 구성을 설명하는 측면도이다.

본 실시형태의 롤러식 고액 분리 장치(1)는, 두부 제조 및 유부 제조에 있어서, 콩물(고액 혼합물)로부터 비지(고형분)와 두유(액상분)로 분리시키기 위하여 사용되는 것에 적용한 것으로, 본체(케이싱)(3)가 8자 모양으로 형성되고, 이 8자 모양의 상방에 제 1 롤러(R1)가 설치되고, 8자 모양의 하방에 제 2 롤러(R2)가 설치되고, 이것들이 베이스(7)에 부착되어 있다. 단면이 8자 모양의 케이싱(3)의 중앙(도면 중 좌측)에는, 콩물(고액 혼합물)을 원심식 펌프에서, 회전수를 인버터로 적절하게 조정해서 콩물 이송량을 가감하고, 적당한 토출압력(0.005∼0.05MPa)을 유지하도록 공급하는 공급구(2)가 설치되고, 단면이 8자 모양의 케이싱(3)의 중앙(도면 중 우측)의 외측에는, 콩물(고액 혼합물)을 배출하는 배출창(8)이 설치되어 있다.

1쌍의 롤러(R1, R2)는 그 축방향이 평행하게 되도록 상하로 배치된 통 형상 롤러이다. 1쌍의 롤러(R1, R2)는, 각각 회전축(Rj)을 가지고 있는데, 하나의 모터(M)로 커플링(17)을 통하여 구동되고, 기어(16)에 의해 연결되어서, 동기하여 회전한다. 회전축(Rj)을 고정하기 위한 회전 베어링에는, 일반적인 수지제의 미끄럼 베어링을 채용하고 있다. 따라서, 각 롤러(R1, R2)의 전방에 배치되는 전방 덮개(Rm)와 각 롤러(R1, R2)의 분리에는 특별히 전문적 지식을 필요로 하지 않아 메인터넌스가 가능하다. 또, 분해하고서 세정도 가능하여, 식품 기계로서의 요건을 충족시키고 있다. 또한 롤러 2개 이상에서는 각 롤러 원주속도를 동일하게 하는 것이 바람직하지만, 서로 상이한 원주속도가 되도록 구성하는 것이어도 된다. 이 경우, 적극적으로 강판(薑板) 효과를 활용해서 2차적 미분쇄를 일으켜, 고형분의 감소, 액체분으로 이행하는 고형분 추출율 향상 효과, 예를 들면, 두유 농도 향상이라고 하는 효과를 노릴 수도 있다. 마찬가지로 강판 효과를 높이는 경우, 롤러 회전수를 높이거나, 펌프의 이송량을 줄이거나, 롤 한쪽을 고정의 부재로 하거나, 가압 덮개의 가압을 강하게 하는 등, 필요에 따라 적당히 조합해도 된다.

1쌍의 롤러(R1, R2)는 스크린(Rs)과, 펀칭판(보강판)(Rh)을 겹쳐서 형성되어 있다(도 3). 이들 외주의 스크린(Rs)은 제 1 롤러와 제 2 롤러(R1, R2)의 외측 표면에 배치되고, 다수의 미세구멍(c)이 대략 전체면에 형성되어 있다. 미세구멍(c) 내에는, 콩물로부터 짜내진 두유가 통과하고, 그 후, 1쌍의 롤러(R1, R2)의 단면에 형성된 출구(11, 12)로부터 회수된다. 펀칭판(Rh)은 스크린(Rs)의 내측에 배치되고, 스크린(Rs)의 형상 유지 및 보강의 역할을 담당하고 있다. 펀칭판(Rh)의 내측에는, 내부 드럼(Rd)이 배치되고, 두유가 효율 좋게 출구(11, 12)로 인도되게 하는 유로(Rc)가 형성되어 있다. 내부 드럼(Rd)은 상하 각 롤러(R1, R2)의 내부 공동부를 감소시키기 위하여 각각 설치되는 것으로, 금속(스테인레스제, 티탄제)이나 수지제이지만, 액상분이 각 롤러 내부에 유입되어 출구(11, 12)로부터 배출됨과 동시에 장치 내부의 공기를 용이하게 배제함과 아울러, 각 회전 롤러(R1, R2)의 내부에서 액상분이 교란하여 기포가 생기는 것을 방지하고, 게다가, 각 회전 롤러(R1, R2)의 내부에 잔류하는 액상분을 적게 한다. 또한, 내부 드럼(Rd)은 경량화를 위해, 밀폐이고 또한 공동·중공이어도 되고, 더욱이 티탄제나 수지제이어도 된다. 스크린(Rs)을 통과하여 분리된 액상분은 내부 드럼(Rd)에서 형성되는 단면 ㄷ자 형상의 액상분 유로(Rc)를 통과하고, 출구(11, 12)로부터 배출되는데, 출구(11, 12)로부터의 계속 배관을 기립시킴으로써(도 4), 상하 각 롤러(R1, R2) 내를 액상분으로 가득 채운 상태에서 여과 및 탈수·압착 조작을 행할 수 있고, 이것에 의해 두유를 발포시키지 않고 여과할 수 있음과 동시에, 스크린 표면이 공기에 노출되지 않기 않기 때문에, 건조된 두부막에 의한 막힘도 일어나기 어렵게 되어, 장시간 가동도 가능하게 되도록, 기포를 없애는 기포 파쇄 작용과 기포 억제 작용을 보다 기대할 수 있다. 또한, 출구(11, 12)에 흡인 펌프나 디에어레이터(deaerator)를 연결하는 것이 가능하다. 또한, 제 1 롤러(R1)로부터 분리하여 얻어진 처리액과 제 2 롤러(R2)로부터 분리하여 얻어진 처리액은 각각 별도로 외부로 배출해도 되지만, 이것들을 혼합하고나서 배출시켜도 된다. 또한, 롤러 배치에 대해서는, 평행하고 좌우 수직하게 설치한 2 롤러식 압착 장치이어도 된다. 또한, 출구(11, 12)의 위치는, 단면 ㄷ자 형상의 유로(Rc)의 중앙에 한정되지 않고, 상기 유로(Rc)의 어느 위치이어도 된다.

본 실시형태의 제 1 롤러와 제 2 롤러(R1, R2)는 동일한 크기이고 그 회전속도가 동일하다. 또, 본 실시형태에서는, 제 1 롤러와 제 2 롤러(R1, R2)의 스크린(Rs)의 구멍(c)의 크기나 수도 동일하지만, 상이한 구멍 형상이나 구멍수이어도 된다. 또한, 1쌍의 롤러(R1, R2)의 적어도 일방의 롤러에 다수의 구멍(c)이 형성되어 있으면 되고, 반드시 1쌍의 롤러(R1, R2)의 양쪽에 형성되어 있을 필요는 없다. 또, 본 실시형태의 제 1 롤러(R1)는 위에서 아래를 향하고, 제 2 롤러(R2)는 아래에서 위를 향하여 회전한다. 그리고, 제 1 롤러와 제 2 롤러(R1, R2) 사이, 즉 소정 영역(공급측의 영역)(H1)에서 1차 짜내기하고, 롤러(R1, R2)의 최단 거리의 부분에서 2차 짜내기하고, 소정 영역(배출측의 영역)(H2)에서 3차 짜내기를 하는 것과 같이, 고액 혼합물에 단계적으로 압력을 가하여 여과함과 아울러, 액상분이 롤러(R1, R2)의 스크린(Rs)을 통하여 내측(Rc)으로 여과된 직후, 고형물을 배출창(8)으로부터 배출시킬 수 있는 구성으로 되어 있다. 단계적으로 내압을 높이는 구성에 의해, 고형분이 스크린(Rs)을 통하여 내측(Rc) 중의 액상분을 재흡수하는 것을 막는 효과가 있다. 특히 소정 영역(배출측의 영역)(H2)에는 고형물이 채워져 있고, 가압 덮개(9)를 구비하는 배출창(8)까지의 내압은 균일하고, 상기 스크린(Rs)을 통하여 액상분의 재흡수가 일어나기 어렵고, 또한, 그 H2 내의 고형분의 탄력성에 의한 쿠션 효과가 있어, 고형물을 무리하게 스크린(Rs)으로 밀어붙이지 않고, 미세한 고형분이 적은 액상분이 얻어지기 쉽다.

롤러(R1, R2)와는 접촉하지 않고, 고형분에 가벼운 가압을 주어 액상분의 여과를 보조함과 아울러, 고형물을 배출구를 향하여 이동시키는 추진력을 주기 위하여, 0.1∼5mm의 간격으로 구성한다. 특히 두유용으로는 0.5∼2mm의 범위가 바람직하다. 그 간극이 너무 좁으면 고형분의 수분율은 낮아지지만, 처리능력이 떨어지고, 강력한 압착에 의해 미세 고형분이 많은 액상분으로 된다. 반대로 간격이 지나치게 넓으면 미세 고형분이 적은 액상분으로 되지만 고형물의 추진력이 얻어지지 않고, 특히 소정 영역(배출측의 영역)(H2)의 내압이 높아지지 않아 처리능력이 떨어지고, 고형물의 수분율이 높아, 경우에 따라서는 폐색된다.

즉, 고액 혼합물의 공급구(2)가 제 1 롤러와 제 2 롤러(R1, R2)의 사이이고, 8자 모양의 케이싱의 외벽의 중앙의 원호 형상으로 좁혀진 위치에 설치되고, 1쌍의 제 1 롤러와 제 2 롤러(R1, R2)를 직선적으로 통하여, 롤러 회전력을 가장 좋게 고형분의 추진력으로 하도록 구성하고, 8자의 케이싱의 외벽의 반대측의 배출창(8)으로부터 배출시키도록 구성되어 있다. 또한, 제 1 롤러(R1)의 회전속도를 제 2 롤러(R2)의 회전속도보다 빨리 하거나 느리게 하거나 하는 것은 임의이다. 또한, 2단 이상 롤러가 있는 경우에는, 각 롤러의 직경의 크기의 차이가 있어도 되고, 어느 롤러라도 미소구멍을 가진 스크린을 구비할 필요는 없고, (요철 모양이 난)고무 롤러나 금속 롤러이어도 된다. 각 롤러의 원주속도(회전수)에 대해서도, 동일하여도 차이가 있어도 된다. 이와 같이 구성해도, 배출창(8)으로부터는 일정한 수분율의 고형분(비지)이 배출된다.

쌍 롤러의 원주속도는 동일하게 하고 필요 최소한의 저회전수로 하면 고형물과 롤러의 슬립이 작아서, 미세한 고형분(두유의 경우, 미세 부스러기)의 발생을 억제하는 효과가 있고, 또 원주속도를 다르게 하거나, 원주속도를 필요 이상으로 빠르게 하면, 미세구멍을 가지고 있는 스크린에 의한 "강판"과 같은 미분쇄 효과가 있어, 미세한 고형물이 액상분에 많이 포함되게 되고, 또 고형물로부터의 추출율을 높일 수 있다. 두유의 경우, 섬유질 함유량이 높은 품질로 됨과 아울러, 동일 농도의 두유량이 증가하게 되어, 두부 제품의 수율이 1∼3할 정도는 높아지는 경우도 있다.

또한 상기 스크린(Rs)의 구멍(c)의 크기나 수는 임의이지만, 두유용이면, 예를 들면, 고액 혼합물의 접촉면에서 직경 0.01∼1.0mmφ, 피치 0.03∼3mm가 바람직하다. 형상도 원형, 긴 구멍, 사각 등 어떤 것이어도 되지만, 최대의 개구 거리가 상기 범위이면 된다. 두유 등 식품, 음료 관계에서는, 상기 범위보다 작으면 능력이 부족하고, 크면 혀의 촉감에 영향을 주는 미세한 고형물이 많아져, 목넘김이 나빠, 꺼끌꺼끌함을 느끼게 된다. 두부용 두유나 음료용 두유의 경우에는, 직경 0.02∼0.2mmφ, 피치 0.05∼2mm가 바람직하다.

본 실시형태에서는, 고액 혼합물이 공급되는 측에서의, 1쌍의 롤러(R1, R2)와 공급구(2)에서 형성되는 거의 단면이 삼각형상(델타 형상)의 소정 영역(공급측의 영역)(H1)은, 1쌍의 롤러(R1, R2)와 배출창(8)에서 형성되는 거의 삼각 형상(델타 형상)의 소정 영역(배출측의 영역)(H2)보다도 좁게 설정되어 있다(도 5). 그리고 공급된 고액 혼합물이 상기 경로에서 즉시 배출창(8)으로 밀어 붙여지도록 구성되어 있다(바로 정면으로부터 압출되어 배출됨). 배출창(8)은 가압 수단인 실린더(Sr)에 의해 가압 덮개(9)가 배치되어 있으므로, 배출창(8)으로 밀어 붙여지는 고액 혼합물이 배출창(8)에 충돌해도, 즉시 배출되지 않고, 소정량의 수분을 포함한 고형분(비지)이 배출된다. 이것은, 제 1 롤러와 제 2 롤러(R1, R2)의 회전속도나 고액 혼합물인 콩물의 농도 등에 의해 배출되는 고형분(비지)의 수분은 거의 변하지 않는 거의 균일한 것이다. 또한, 제 1 롤러와 제 2 롤러(R1, R2)의 스크린(Rs)에 부착된 고형분(비지나 미세 부스러기)을 긁어내기 위한 스크레이퍼는, 제 1 롤러와 제 2 롤러(R1, R2)의 외주의 어느 위치에 설치되어 있어도 되지만, 본 실시형태에서는, 적어도 배출측의 영역(H2)에는 배치되어 있지 않고, 케이싱(3)의 선단부분(3a)이 제 1 롤러와 제 2 롤러(R1, R2)의 외주 표면에 근접하여 배치되어 있다(도 1).

가압 덮개(9)는, 배출창(8)에 가압 수단에 의해 가압되어 덮개가 되는 것으로, 가압 수단인 실린더(Sr)에 의해 일정한 가압력으로 배출창(8)에 덮개가 되어 있다. 이 가압 덮개(9)는, 상방측이 고정이고, 하방측이 개폐하는 한쪽 개방 타입이다. 실린더(Sr)는, 상방의 롤러(R1)가 위치하는 케이싱(3)의 외주에 설치된 고정대(3b)에 고정되고, 실린더(Sr)의 로드(Srd)가 가압 덮개(9)의 외측에 부착된 밀어 내리기판(15)을 통하여 누름으로써 배출창(8)을 폐색하는 방향으로 가압하고 있다. 밀어 내리기판(15)은 가압 덮개(9)에 장착되고, 실린더(Sr)의 로드(Srd)에 의해 가동한다. 이러한 한쪽 개방 타입에서는, 고형분이 하방측으로부터 케이싱(3)의 외벽을 따라 배출되므로, 고형분이 실린더(Sr)에 부착되는 것과 같은 일이 방지된다. 또한, 한쪽이 고정되어 있으므로, 배출창(8)이 흔들리지 않고, 안정한 가압상태를 얻을 수 있다. 본 실시형태에서는, 가압 수단인 실린더(Sr)는 1개 내지는 2개 설치되어 있다(도 4). 또, 케이싱의 하방측에는 슈트(14)가 배치되어, 비지를 배출한다. 또한, 슈트(14)를 배치하지 않고, 하방의 롤러(R2)의 외주이고 또한 그 외측에 배치되는 케이싱의 외주 원형(곡면)을 따르게 하여 배출시킬 수도 있다.

또, 가압 덮개(9)와 배출창(8)을 확실히 닫아, 액(액상분)이 새지 않도록 하기 위하여, 가압 덮개측이나 또는 배출창측에 패킹(p)을 끼워넣는 것이 유효하다(도 1). 또, 세정시의 세정액이 새는 것을 방지하기 위하여, 패킹(p)을 끼워넣는 것이 유효하다. 또한 종래예(도 11)에서는 덮개(53)로 임시로 밀폐하는 것은 가능해도, 그 하측의 고형분 반송 통로의 세정작업은 대단히 하기 어렵다.

고액 혼합물의 공급량과 가압 덮개(9)를 가압하는 가압 수단(Sr)은, 도 5에 도시하는 바와 같이, 제어부(5)에 의해 조정 가능하게 구성하면 된다. 즉, 가압 덮개(8)에 정압 조정 수단을 설치한 정압력 제어에 의해 짜내기 상태를 조정하고 있는데, 가압 수단인 에어실린더(Sr)의 공급 공기압력값을 변경하는 것을, 고액 혼합물의 공급량에 맞추어 조절 가능하게 함으로써 운전중이라도 고액 혼합물의 상태나 공급량에 맞춘 가압 덮개(9)의 가압을 용이하게 변경가능하게 하기 위해서이다. 또 두부와 유부 등 제품마다 짜내기 상태를 바꿀 필요가 있는 경우, 수치 설정할 수 있는 시스템도 용이하게 설계하기 쉽다.

다음에, 본 실시형태에서의 롤러식 고액 분리 장치의 동작에 대하여 콩물로부터 두유를 얻는 경우로 설명한다.

우선, 대두를 밤새 물에 담근 후, 물을 가하면서 마쇄(磨碎)한 대두를 끓여서 얻어진 고액 혼합물인 콩물을 케이싱(3)의 공급구(2)로부터 공급받으면, 상하 1쌍의 롤러(R1, R2) 사이를 통과함으로써, 이들 외주에 배치되는 스크린(Rs)에 형성된 구멍(c)으로부터 콩물의 액상물이 분리된다. 또한, 콩물의 투입은, 호퍼에 의한 자중 공급이어도 되지만, 바람직하게는 펌프로 공급구(2)에 콩물을 송액함으로써, 소정의 압력을 가하여 행해진다. 즉, 자중 공급에서는 공급측의 영역(H1)에서의 여과가 거의 일어나지 않고, 고형분의 배출구로의 밀어내는 힘은 롤 회전력에 크게 의존하므로, "강판" 현상이 일어나, 미세한 고형분이 섞인 액상분이 얻어지기 쉽다. 본원에서는 펌프를 공급 수단으로 하여 약하게 적당한 압력(0.001∼0.2MPa)에 의한 가압으로 고액 혼합물을 공급함으로써, 강판현상을 억제하여, 공급측의 영역(H1)에 면하는 스크린의 전체면에서의 여과가 가능하게 되어, 여과면적을 유효하게 넓게 사용할 수 있다. 여과면적이 넓으면, 소정량의 고액 혼합물의 여과시간이 단축되어 여과능력이 높아지고, 결과적으로 "강판" 현상이 일어나기 어려워져, 미세한 고형분의 혼입이 적은 액상분이 얻어진다. 즉 콩물이면 두유 중의 미세 부스러기량은 적어진다. 이 펌프 가압은, 배출구(8)가 가압 덮개(9)에 의해 폐쇄하는 방향으로 완전 폐쇄되도록 눌려져 있으므로, 배출구(8)로부터 액상분이 새어나오지 않아, 유효하게 이용할 수 있다. 즉, 펌프에 의한 가압공급과 가압 덮개를 병용하는 것이 바람직한 형태이다. 만약 가압 덮개가 없이 개구도를 고정판 등으로 유지하는 형태인 경우에는, 펌프 가압에 의해서는 내압이 변동하기 쉬운데다, "강판" 현상이 일어나서 미세한 고형분이 많이 섞인 액상분으로 되고, 경우에 따라서는 고액 혼합물이 그대로, 빠져나가 배출구로부터 누출되어 버리는 경우도 있다. 상기 펌프에 의한 가압이 가압 덮개의 누름에 비해 지나치게 강해도 동일한 결과를 초래하게 된다.

롤러(R1, R2)에 공급된 콩물은, 우선 공급측의 영역(H1)에서 펌프압 등의 약한 압력으로 여과되고, 쌍 롤러의 가장 근접한 부분에서 조금 강화된 압력으로 여과되어, 가압 덮개(9)의 방향으로 향하는데, 상하 롤러 사이 및 스크레이퍼 사이 통로와 가압 덮개(9)에 의해 둘러싸인 부분(배출측의 영역)(H2)에서 강화된 가압상태로 되어, 단계적으로 여과(탈수·압착)가 행해진다.

여기에서, 액상분을 취출하는 배관(K)은 상방의 롤러(R1)로부터 액상분을 취출하기 위한 배관(K1)과 하방의 롤러(R2)로부터 액상분을 취출하기 위한 배관(K2)과는, 하방의 롤러(R2)로부터의 배관(K2)을 상방의 롤러(R1)의 높이 위치보다도 높게 되도록 연결함으로써(도 4), 액중 여과가 가능하게 되어 있다. 즉, 상방의 롤러(R1)와 하방의 롤러(R2)의 어느 롤러로부터도 공기가 빠져나가도록 한 배관(K)의 구성으로 함으로써, 기포가 없고, 품질 불균일이 없는 고품질의 두유를 추출할 수 있다. 또한, 상기 배관 구성으로서는, 도 4의 배관의 상방측과 같이, 그 하방측(Ke)으로부터도 액상분을 취출하는 구성으로 하는 것도 가능하다.

다음에, 본 실시형태의 다른 예의 롤러식 고액 분리 장치(Z2)로서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 상기 케이싱(3)의 선단부분(3a)을 설치하지 않고, 상하의 롤러(R1, R2)의 외주에 고액 혼합물이 고루 퍼지도록 하기 위한 통로(T1, T2)를 설치해도 된다. 특히, 여과면적이 넓어져 여과효율이 좋아지는데다, 스크린 표면상에 얇은 고형분의 상(相)이 형성되어, 여과 조제로서 작용하여, 미세한 고형분이 스크린을 통하여 액상분에 혼입하는 것을 억제하는 효과가 있다. 또한, 스크레이퍼는 1쌍의 롤러(R1, R2)의 외주의 어느 위치에 형성해도 된다.

또, 롤러의 배치예로서는, 도 7(a)에 도시하는 바와 같이, 하나의 롤러(R1)만의 경우라도, 공급구(2)로부터 롤러(R1)를 통하여 배출창(8)까지 보낼 수 있고, 도 7(b)에 도시하는 바와 같이, 3개의 롤러(R1∼R3)를 지그재그 형상으로 배치하여, 비스듬히 상방의 롤러(R1, R2) 사이의 공급구(2)로부터 고액 혼합물을 공급하고, 비스듬히 하방의 롤러(R2, R3) 사이의 배출창(8)까지 보내서 배출시키는 구성이어도 되고, 도 7(c)에 도시하는 바와 같이, 제 1 쌍 롤러(R1, R2)의 다음에 제 2 쌍 롤러(R3, R4)를 배치하고, 이것들을 직선 형상으로 연결하는 통로(3c)를 형성한 것이라도 적용 가능하다. 도 7(a)∼(c)에 도시하는 예에서는, 배출창(8)의 부근에 액상분의 흐름을 방향짓는 소정의 벽(3d)이 설치되어 있지만(이 경우, 배출측의 영역(H2)에서의 고액 혼합물의 압력을 향상시키는 이점을 가지고 있다.), 이 벽 대신에 스크레이퍼를 배치하는 것도 가능하고, 이 스크레이퍼를 설치하는 경우에는, 각 롤러(R1, R2, R3, R4)의 방향으로 돌아 들어가도록 액상분의 흐름을 확보하는 것도 가능하다(도 5의 부호 T2 참조).

또, 도 7(a)∼(c)에 도시하는 예에서는, 모두 케이싱(3)이 각 롤러(R1∼R4)의 외주에 원통 형상으로 되도록 벽을 구성하고 있다. 이와 같이, 복수 설치되는 롤러의 배치로서는, 상하 1쌍으로 배치하거나, 평행(수평)하게 1쌍 배치하거나, 롤러 축을 수직방향으로 배치하거나, 지그재그 형상으로 3개 이상 배치하거나 할 수 있다. 특히 배출창(8)에 가장 가까운 1쌍의 롤러에서의 소정 영역(배출측의 영역)(H2)에서는, 액상분의 탈수 또는 고형분의 압착이 최종적으로 행해진다.

또, 가압 덮개(9)와 가압 수단인 에어실린더(Sr)의 예로서는, 도 8(a)에 도시하는 바와 같이, 가압 덮개(9)가 2개 1쌍인 것으로, 이들 가압 덮개(9)의 각각과 가압 수단인 실린더(Sr)를 부착한 것이나, 도 8(b)에 도시하는 바와 같이, 원형의 배출창(8)의 외주로부터 고형분을 배출시키기 위하여, 가압 덮개(9)의 한가운데에 에어실린더에 의한 가압을 가하도록 한 직동 밀어내기 타입으로서 구성하는 것이어도 된다. 가압 수단의 다른 예로서, 유압식 실린더, 수압식 실린더나 단순한 무게추(도 8(d)의 부호 Ro)나, 스프링식이어도 된다(도 8(c)). 또한, 가압 덮개(9)는, 도 8(a), (c), (d)에 도시하는 바와 같이, 한 쪽을 케이싱에 가동적으로 고정시킨 형태의 것이, 안정한 가압을 행할 수 있다.

롤러(R1, R2)의 롤러 축(Rj)에는, 내부 드럼(Rd)이 부착되어 있다(도 1, 도 2, 도 3). 내부 드럼(Rd)은, 스테인레스제의 통 형상이며, 롤러 축(Rj)에 부착되고, 스크린과 같은 구멍은 형성되어 있지 않다. 내부 드럼(Rd)은 두유가 롤러(R1, R2) 내에 체류하는 것(잔재나 세제의 체류도 포함함)을 방지함과 아울러, 다수의 구멍(c)이 외주에 형성된 스크린(Rs)과의 사이에서 두유의 탈수와 압착을 효율적으로 행하는 역할이나 기포의 발생을 억제하는 역할을 수행한다. 내부 드럼(Rd)의 전방에 출구(11, 12)가 설치되어 있다. 출구(11, 12)는 원통 형상의 롤러(R1, R2)의 전방 중앙에 설치되어 있다. 따라서, 롤러(R1, R2)의 내부는 스크린(Rs)과 내부 드럼(Rd) 사이에 형성되는 단면이 ㄷ자 형상의 유로(Rc)를 따라 액상분이 흘러, 전방의 출구(11, 12)로 내보내진다. 내부 드럼(Rd)으로서는, 스테인레스제에 한하지 않고, 합성수지제나 티탄제 등으로 경량화를 도모하는 것이어도 된다. 내부 드럼(Rd)의 형상으로서는 3각기둥이나 4각기둥이나 6각기둥 등의 단면이 다각 형상이어도 되고, 또, 전방측(출구(11, 12))을 향하여 서서히 직경이 작아지는 테이퍼형 형상으로 형성되어, 출구(11, 12)측으로 액상분이 흐르기 쉽게 하는 것이어도 된다.

내부 드럼(Rd)의 전방에는, 그 선단에 패들(10)을 부착하는 것이 바람직하다(도 9, 도 10). 롤러(R1, R2) 내에는, 분리된 두유가 수시로 유입해 오므로, 롤러(R1, R2) 내의 두유는 압출되도록 출구(11)로부터 배출된다. 그러나, 운전 종료시는 압출할 수 없게 된다. 롤러(R1, R2) 내부의 두유의 상반분은 배관(K)의 하방측(Ke)를 개방함으로써, 유로(11, 12)로부터 배출되지만, 나머지 하반분은 롤러(R1, R2) 내에 잔존한다. 소량이지만 이 두유를 배출시키기 위해서는 패들(10)을 부착하는 것이 유효하다. 즉, 단면 ㄷ자 형상의 액상분 유로(Rc)의 롤러(R1)의 전방측(내부 드럼(Rd)의 머리부)에 복수매의 패들(10)이 부착됨으로써, 롤러(R1)가 회전하면, 동일한 원주속도로 고정된 패들(10)도 회전하는 구조이다. 각 패들(10)의 길이는 단면 ㄷ자 형상의 액상분 유로(Rc)에 미치는 길이이다. 각 패들(10)의 선단 형상(10a)은 두유를 퍼올리기 쉽도록 굴곡된 형상이 바람직하다(도 9(c)). 이것에 의해, 잔존 두유는 패들(10)로 연속적으로 퍼올려지도록 하여 출구(11)로부터 배출시킬 수 있다.

이와 같이 두유를 퍼올리고, 두유를 출구(11, 12)로 내보내도록 하기 위해서는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 내부 드럼(Rd)의 외주벽에 나선형상의 돌출부(Rr)나, 이것과는 반대로 홈(도시 생략)이 형성되어 있는 것이어도 된다. 또, 이것들을 조합한 요철이 형성되어 있어도 된다. 상기 패들(10)로서는 롤러(R1, R2)의 롤러 축(Rj)에 부착하는 것도 가능하다. 즉, 롤러 축(Rj)을 내부 드럼(Rd)의 전방에까지 관통시키고, 이 롤러 축(Rj)의 선단에 상기 패들(10)을 부착하고, 이 패들(10)을 롤러 축(Rj)에 대하여 회전 가능하게 구성하는 것도 가능하다.

(제 2 실시형태)

도 6은 본 발명의 제 2 실시형태의 롤러식 고액 분리 장치(Z3)의 단면도이다. 본 실시형태는 1쌍의 스크레이퍼(6, 6)가 상하의 롤러(R1, R2)를 향하여 부착되어 있다. 즉, 상기 롤러식 고액 분리 장치(Z2)와 같은 통로(T1, T2)가 설치되어 있지 않다. 1쌍의 스크레이퍼(6, 6)는, 공급되는 고액 혼합물이 상하의 롤러(R1, R2) 사이를 통과한 후, 이것을 그대로 배출창(8)의 방향으로 안내하도록 배치되어 있다. 즉, 상하의 롤러(R1, R2)와 상하의 각 스크레이퍼(6, 6)와 근접 배치되는 케이싱 벽(3)의 가압 덮개(9)에 의해 배출측의 영역(H2)이 형성되어 있다. 상하의 각 스크레이퍼(6, 6)로서는 배출창(8)을 향할수록 넓어지도록 부착하는 것도 가능하다. 이와 같이 넓어지도록 부착하면, 스크레이퍼 간 통로 내에서 케이크(고형분)가 정체하여 운전 계속 불가의 상태(폐색 상태)로 되지는 않는다. 고형분과 스크레이퍼의 마찰저항이 작기 때문에 고형분의 흐름이 원활하여 처리 능력의 향상 효과를 기대할 수 있다. 또 가압 덮개(9)에 의한 가압이 약해도, 배출구가 스크레이퍼로부터 떨어져 있기 때문에 액상분의 재흡수가 일어나기 어려워, 수분율이 적은 고형분이 얻어져, 미세한 고형분이 적은 액상분이 얻어지기 쉽다(소위 "강판" 현상이 일어나기 어려움).

또, 공급측의 영역(H1)은 배출측의 영역(H2)보다도 넓게 설정되어 있다. 따라서, 제 1 실시형태와 비교하면, 고액 혼합물이 공급측의 영역(H1)으로부터의 공급량이 배출측의 영역(H2)으로 통과하기 쉬워져, 반짜내기 상태의 고형분이 롤러 회전과 동조하여 통과하기 쉬워진다. 그 때문에, 짜내기 시간의 단축화나 능력 향상이 되는데다, 고형물이 롤러 표면의 스크린 위를 문지르는 현상(소위 "강판" 현상)이 일어나기 어려워, 미세한 고형물(예를 들면, 두유 중의 미세 부스러기)의 혼입이 적은 액상분(두유)을 얻을 수 있다. 또 배출되는 고형물의 단면적이 넓어지면, 배출측의 영역(H2)을 항상 채우는 고형물이, 배출구(8)의 토출 전체 압력이 커져서, 배출창(8)을 누르는 힘이 부족한 것과 같은 일이 없다. 반대로 말하면 배출창(8)의 가압을 작게 해도 내압을 높일 수 있고, 또 내압의 미세 조정, 즉 짜내기 가감이 용이하게 된다.

따라서, 본 실시형태에 의하면, 상하 롤러 사이에 압송된 고액 혼합물은 공급측의 영역(H1)에서 1차 짜내지고, 상하 각 롤러 사이에서 2차 짜내짐과 아울러 롤러 회전력에 의해 배출구(8)를 향하는 추진력을 받아, 상하 각 롤러를 통과한 후는, 스크레이퍼(6, 6) 사이의 통로(스크레이퍼 통로)를 통과하고, 배출측의 영역(H2)에서 3차 짜내어져, 가압 덮개(9)와 배출창(8)의 간극으로부터 배출된다. 이것에 의해, 공급구(2)로부터 직선적인 흐름으로 고액 혼합물이 운반되고, 가압 덮개(9)를 강하게 누르게 되지만, 이 압력에 의한 고형분의 수분 비율은 에어실린더(Sr)에 의한 가압력을 조정함으로써 행할 수 있다.

여기에서, 상기 1쌍의 롤러(R1, R2)의 배치로서는, 상하의 배치뿐만 아니라, 좌우에 1쌍 배치하는 것이어도 된다. 좌우에 배치시키는 경우로서는, 인용문헌 3과 같이, 원통 형상의 상하면이 횡방향을 향하도록 하여, 상방측으로부터 고액 혼합물을 공급했을 때, 1쌍의 롤러(R1, R2) 사이를 자연낙하(중력에 의한 낙하)하도록 해도 되고, 또한, 원통 형상의 상하면이 상하단을 향하도록(롤러 축이 종방향 내지는 수직방향, 조금 경사져도 된다.) 하는 것도 가능하다.

다음에 특허문헌 3과 본원의 실시형태를 비교하여 설명한다.

1. 특허문헌 3에서는, 깊숙한 위치에서, 또한, 스크린에 가까운 위치에서, 국부적으로 높은 내압으로 짜내는 구성이며, 미세 고형분이 많은 액상분이 얻어지고, 바로 내압을 완화시키면, 액상분의 재흡수도 일어나기 쉽기 때문에(필요 이상으로 내압을 높이지 않으면 안 된다.), 고형분과 액상분의 성분이나 품질이 균일하게 되는 것은 어렵다. 이에 반해, 본원의 실시형태의 롤러식의 고액분리 장치에서는, 가압 수단에 의한 가압을 배출창에 일정하게 가할 수 있으므로, 고형분과 액상분의 성분이 균일하게 되는 탈수와 압착이 가능하다. 또 배출창이 롤러의 스크린부로부터 떨어져 있어, 액상분의 재흡수가 일어날 수 없으므로, 필요 최소한의 내압으로 족하다. 그 때문에, 기계 수명이 연장되고, 능력이 발휘되어, 미세 부스러기가 적은 것으로 된다. 또 배출측의 영역(H2)의 용적이 보다 크므로, 고형분의 탄력성을 살리면서, 약한 내압으로 짜낼 수 있기 때문에, 스크린면에서 일어나는 강판 현상이 적어, 미세한 고형분이 적은 액상분이 얻어지기 쉽다.

2. 특허문헌 3은, 본문 기재는 없지만 도 1로부터 추찰하면, 롤러 내측에 체류한 공기가 빠지기 어려워, 콩물과 같이 미소한 공기를 포함하는 처리액의 경우, 롤러 내측에 항상 공기가 공급되어 존재하는 상황이라고 보여지며, 또 도 1로부터 롤러 외측도, 상부의 처리액이 적은 경우, 공기에 노출되는 경우도 있을 수 있다고 생각되어, 건조된 두부막이 형성되어 막히기 쉽다고 생각된다. 또, 도 1로부터 처리액의 공급압이 중력에 의한 약한 것으로 추찰할 수 있으므로, 막혔을 때에 스크린의 구멍에 막힌 것을 밀어낼 정도의 재생하는 수단이 없다. 이에 반해, 본원의 실시형태의 롤러식의 고액분리 장치에서는, 펌프를 공급 수단으로 함으로써 롤러가 직접 공기에 접촉하지 않는 구조이며, 롤러(스크린)의 어느 쪽의 면도 공기층이 존재하지 않고, 내부 드럼에 의해 체류하는 공기도 액상분과 함께 배출할 수 있는 형태이므로, 건조된 두부막이 생성되기 어렵다. 또, 만일 막혀도, 펌프로 압송하므로 막히기 어려운 이점이 있다.

3. 특허문헌 3에서는, 본문 기재는 없지만 도 1로부터 추찰하면, 장치에는 고액 혼합물을 자중으로 공급하는 형태로 보여지며, 그 때문에 장치로부터는 낙차에 의해 액상분을 배출할 수밖에 없고, 출구 배관보다 다음 공정 장치는 낮게 제한할 필요가 있어, 고형분의 밀어내기 압력은 롤 회전력에만 의존하므로 "강판 현상"이 일어나기 쉽다고 추론할 수 있다. 또 특허문헌 3은 고액 혼합물을 펌프에 의해 공급하는 취지나 그 덮개와의 병용 효과에 관한 기재는 일체 없다. 이에 반해, 본원의 실시형태에서는, 고액 혼합물은 이송 펌프로 상하 롤러 사이에 가볍게 가압하는 느낌으로 압송하고 있으므로, 롤 위의 여과면을 넓게 유효하게 활용할 수 있어, 여과능력이 향상되고, 롤 회전력이 가해져, 고형분은 배출구를 향하여 밀어내어진다. 또 이 펌프압이 있으면, 분리된 액상분은 보다 높은 위치로도 내보낼 수 있다. 따라서, 다음 공정의 장치 높이에 제한이 없다. 또, 발포성이 있는 고액 혼합액의 경우에 소포제 없이 분리 조작 후, 다음 공정 배송 도중을 올라가는 배관으로 할 수 있으므로 기포 억제 작용을 기대할 수 있다. 또, 하방의 롤러(R2)로부터의 배관(K2)을 상방의 롤러(R1)의 높이 위치보다도 높게 함으로써 액중 짜내기가 행해져, 기포 억제 작용을 기대할 수 있다.

4. 특허문헌 3은, 좌우 롤러의 하측의 깊숙한 위치에, 배출구(51)를 폐쇄하는 방향으로 스프링(52)과 덮개(53)가 설치되어 있는데, 이에 반해, 본원의 실시형태에서는, 상하에 롤러(R1, R2)가 배치되고, 실린더(Sr)나 스크레이퍼(6, 6)의 위치가 측방면으로 되므로, 이들 부품의 부착·조정을 하기 쉽다. 또, 세정시에도, 본원의 실시형태에서는, 실린더(Sr)로 배출창을 개방한 상태로 하여 세정할 수도 있다.

5. 특허문헌 3은, 하방측에 스크레이퍼가 배치되어, 그 부착·조정을 하기 어려운 구성이다. 즉 덮개(53)는 장치 하측에서 깊숙한 곳에 있어, 육안관찰하기 어려워, 조정이나 전폐나 세정작업을 행하기 어렵다. 이에 반해, 본원의 실시형태에서는, 상하에 롤러(R1, R2)가 배치되어, 실린더(Sr)나 스크레이퍼(6, 6)의 위치가 측방면으로 되므로, 이것들을 육안관찰하면서 부품의 부착·조정을 하기 쉬워, 전폐조작이나 세정작업을 행하기 쉽다.

이상, 상기 각 실시형태에서는, 두유를 제조하는 경우로 설명했지만, 두부 제조 및 유부 제조에 한하지 않고, 오니물(汚泥物) 처리부터 식품 잔사물 처리까지 폭넓게 사용될 수 있다. 또, 상기 각 실시형태에서는, 액중 여과구조로 설명했지만, 본 발명은 액중 여과구조가 아니어도 적용가능하다.

Z1∼Z3 롤러식 고액 분리 장치
2 공급구
3 케이싱 벽
6 스크레이퍼
8 배출창
9 가압 덮개
K, K1, K2 배관
R1 제 1 롤러
R2 제 2 롤러
Rj 롤러 축
Rd 내부 드럼
Rs 롤러의 스크린
Rc 유로
H1 공급측의 영역
H2 배출측의 영역
Sr 가압 수단(각종 실린더)

Claims

다수의 구멍이 외주에 형성된 스크린을 가지고 있는 롤러를 케이싱 내에 구비하고, 상기 롤러는 상하 1쌍으로 배치되는 제 1 롤러와 제 2 롤러이며, 이들 상하 1쌍의 롤러와 롤러 사이의 일방측을 공급측으로 하고, 상하 1쌍의 롤러와 롤러 사이의 타방측을 배출측으로 하고, 공급 수단에 의해 공급되는 고액 혼합물을 회전하는 롤러에 통과시킨 후에, 근접 배치되는 케이싱벽에 고형분을 배출시키는 배출창이 형성되고, 이 배출창을 폐색하는 방향으로 가압 수단에 의해 소정의 가압력이 안정하게 가해지는 가압 덮개를 구비함과 아울러, 상기 가압 덮개가 상기 상하 1쌍의 롤러의 원주 형상을 따라 원호 형상으로 형성되어 있는 케이싱 벽의 오목부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 롤러식 고액 분리 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 가압 덮개는 상방측이 고정되고 하방측이 개폐되는 한쪽 개방 타입이며, 누름 수단은 일정한 하중이 걸릴 수 있는 실린더이고, 케이싱의 외주에 고정되고, 실린더의 로드가 가압 덮개의 외측에 부착되어 누르는 것을 특징으로 하는 롤러식 고액 분리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고액 혼합물의 공급구가 상기 케이싱 벽이 상기 상하 1쌍의 롤러의 원주 형상을 따라 원호 형상으로 형성되어 있는 오목부이며, 상기 배출창의 반대측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 롤러식 고액 분리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고액 혼합물이 두부나 유부 등의 제조 고정에서의 콩물이고, 상기 고형분이 비지이며, 액상분은 두유인 것을 특징으로 하는 롤러식 고액 분리 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 고액 혼합물이 두부나 유부 등의 제조 고정에서의 콩물이고, 상기 고형분이 비지이며, 액상분은 두유인 것을 특징으로 하는 롤러식 고액 분리 장치.