氣流粉碎設(shè)備以及使用該氣流粉碎設(shè)備的低溫粉碎方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種氣流粉碎設(shè)備和使用該氣流粉碎設(shè)備的低溫粉碎方法，能夠?qū)⒋蠖惯@樣的谷物在不發(fā)生熱變性的前提下微粉碎成規(guī)定粒度。本發(fā)明的氣流粉碎設(shè)備具備：氣流粉碎機(jī)，在包含圓筒狀主體(7)和錐狀前蓋(8)的外殼(9)的內(nèi)部，設(shè)置有高速旋轉(zhuǎn)的2個(gè)旋轉(zhuǎn)翼(15，16)；原料供給機(jī)，從圓筒狀主體的背面?zhèn)冗B續(xù)供給原料；吸引裝置，從錐狀前蓋的前部吸引回收粉碎物。在外殼上設(shè)置有能夠?qū)⒎鬯闇囟纫种圃?5℃以下的冷卻機(jī)構(gòu)。冷卻機(jī)構(gòu)例如為使冷卻液循環(huán)的冷卻液流路(26)。
【專利說明】
氣流粉碎設(shè)備以及使用該氣流粉碎設(shè)備的低溫粉碎方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及適用于將大豆及其它谷物類粉碎的氣流粉碎設(shè)備以及使用該氣流粉碎設(shè)備的低溫粉碎方法。
【背景技術(shù)】
[0002]例如為了由大豆制造飲料用豆?jié){，將大豆粉碎，投入溫水中，使大豆蛋白等營養(yǎng)成分溶出。為了使豆?jié){飲料不太粉、無粗澀感，必須將大豆微粉碎至規(guī)定粒度以下。
[0003]—直以來為了粉碎大豆及其它谷物類，一般使用銷棒粉碎機(jī)、錘磨、軸流磨等。但是，通過這些粉碎機(jī)難以得到粗粉少且粒度分布窄的粉碎物。另外，通過這樣的粉碎機(jī)，幾乎不可能將生大豆這樣大量包含脂質(zhì)的原料微粉碎。
[0004]作為將顆粒微細(xì)化的裝置，人們開發(fā)出利用高壓的壓縮空氣、蒸汽的噴射磨等氣流粉碎機(jī)(例如專利文獻(xiàn)I)。噴射磨利用高壓的空氣、蒸汽，使顆粒碰撞碰撞而微細(xì)化。這樣的氣流粉碎機(jī)被有效用于醫(yī)藥品、調(diào)色劑的微細(xì)化。但是，因?yàn)樾枰罅扛邏旱目諝獾?，所以需要大型高壓壓縮機(jī)等設(shè)備，并且因?yàn)榉鬯槟芰Φ停苑鬯槌杀鞠鄬?duì)增加。因此，雖然適合醫(yī)藥品這樣的高價(jià)產(chǎn)品的粉碎，但是不適合粉碎普通的食品原料。
[0005]因此，作為適于粉碎食品原料的粉碎機(jī)，人們開發(fā)了在外殼的內(nèi)部設(shè)置有高速旋轉(zhuǎn)的2個(gè)旋轉(zhuǎn)翼的氣流粉碎機(jī)(例如專利文獻(xiàn)2)。該結(jié)構(gòu)的氣流粉碎機(jī)在2個(gè)旋轉(zhuǎn)翼之間產(chǎn)生強(qiáng)離心氣流，通過該氣流使粉碎物彼此劇烈碰撞碰撞而進(jìn)行微粉碎，從外殼的前端進(jìn)行吸引而取出粉碎物。
[0006]但是，為了消除豆?jié){的粗澀感而將大豆微粉碎至平均粒徑為20?40 μm、100 μm通過率為95% (95%通過網(wǎng)眼ΙΟΟμπι的篩)的程度，需要提高旋轉(zhuǎn)翼的旋轉(zhuǎn)速度，使顆粒彼此相當(dāng)劇烈地碰撞碰撞。因此，碰撞產(chǎn)生摩擦熱，無法避免粉碎溫度上升。特別是在想要將大豆這樣的脂質(zhì)多的谷物類微粉末化的情況下，存在溫度上升導(dǎo)致脂質(zhì)滲出而難以粉碎，并且蛋白質(zhì)的溶解性降低，粘度升高，成為太粉的風(fēng)味等問題。
[0007]應(yīng)予說明，因?yàn)樯蠖沟瘸酥|(zhì)還含有水分，所以粉碎時(shí)水分蒸發(fā)，蒸發(fā)潛熱導(dǎo)致外殼內(nèi)部被冷卻。但是，因?yàn)檎舭l(fā)潛熱也隨大豆的含水率、粉碎時(shí)的氣溫和濕度而大幅波動(dòng)，所以不容易使粉碎物的品質(zhì)穩(wěn)定。
[0008]另外，大豆等根據(jù)品種的不同而成分不同，即使是同一品種，顆粒的大小、含有成分也存在差異。特別是因?yàn)橹|(zhì)、糖質(zhì)的差異對(duì)粉碎條件有顯著影響，所以很難微粉碎成穩(wěn)定的粒度分布。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)1:日本特開平I 一 124361號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)2:日本特開2011 — 206621號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]因此，本發(fā)明的目的是解決上述的現(xiàn)有問題，提供能夠?qū)⒋蠖惯@樣的谷物在不發(fā)生熱變性的前提下微粉碎成規(guī)定粒度的氣流粉碎設(shè)備和使用該氣流粉碎設(shè)備的低溫粉碎方法。
[0014]為了解決上述課題而實(shí)施的技術(shù)方案I的氣流粉碎設(shè)備，具備:氣流粉碎機(jī)，在包含圓筒狀主體和錐狀前蓋的外殼的內(nèi)部，設(shè)置有高速旋轉(zhuǎn)的2個(gè)旋轉(zhuǎn)翼；原料供給機(jī)，從圓筒狀主體的背面?zhèn)冗B續(xù)供給原料；吸引管道，從錐狀前蓋的前部吸引回收粉碎物；其特征在于，所述外殼具備能夠?qū)⒎鬯闇囟纫种圃?5°C以下的冷卻機(jī)構(gòu)。另外，根據(jù)技術(shù)方案2，能夠使冷卻機(jī)構(gòu)為使冷卻液在冷卻液流路中循環(huán)的冷卻套結(jié)構(gòu)。
[0015]另外，為了解決上述課題而實(shí)施的技術(shù)方案3的低溫粉碎方法的特征為:使用技術(shù)方案I或2所述的氣流粉碎設(shè)備，邊以氣流粉碎機(jī)的動(dòng)力馬達(dá)的電流值為參數(shù)，對(duì)原料供給機(jī)的供給量進(jìn)行反饋控制，邊進(jìn)行粉碎。
[0016]另外，技術(shù)方案4的低溫粉碎方法的特征為:使用技術(shù)方案I或2所述的氣流粉碎設(shè)備，邊以外殼的內(nèi)部溫度為參數(shù)，對(duì)原料供給機(jī)的供給量進(jìn)行反饋控制，邊進(jìn)行粉碎。另夕卜，技術(shù)方案5的低溫粉碎方法的特征為:使用技術(shù)方案I或2所述的氣流粉碎設(shè)備，邊將冷風(fēng)或除濕空氣與原料一同供給，邊進(jìn)行粉碎。另外，根據(jù)技術(shù)方案6，優(yōu)選進(jìn)行反饋控制，使得吸引管道的吸引風(fēng)量恒定。
[0017]本發(fā)明的氣流粉碎設(shè)備因?yàn)樵谕鈿ど显O(shè)置有能夠?qū)⒎鬯闇囟纫种圃?5°C以下的冷卻機(jī)構(gòu)，所以，能夠?qū)⒋蠖惯@樣的谷物在不發(fā)生熱變性的前提下微粉碎成規(guī)定粒度。特別是根據(jù)技術(shù)方案2，作為冷卻機(jī)構(gòu)使用使冷卻液在冷卻水流路中循環(huán)的冷卻套，例如使10C以下的冷卻水、防凍液循環(huán)，由此能夠有效地抑制熱變性。
[0018]另外，本發(fā)明的低溫粉碎方法使用在外殼上設(shè)置有能夠?qū)⒎鬯闇囟纫种圃?5°C以下的冷卻機(jī)構(gòu)的氣流粉碎機(jī)，并且以氣流粉碎機(jī)的動(dòng)力馬達(dá)的電流值為參數(shù)或者以外殼的內(nèi)部溫度為參數(shù)，對(duì)原料供給機(jī)的供給量進(jìn)行反饋控制。通過該控制對(duì)粉碎時(shí)的摩擦熱的發(fā)生量進(jìn)行抑制，能夠更有效地抑制熱變性，并且通過供給最適量的原料，能夠提高粉碎效率。
[0019]另外，根據(jù)技術(shù)方案5，通過邊將冷風(fēng)或除濕空氣與原料一同供給，邊進(jìn)行粉碎，能夠不受外部氣體溫度的影響地將原料低溫粉碎。在任一情況下，均可通過進(jìn)行反饋控制，使得吸引管道的吸引風(fēng)量恒定，由此能夠使粉碎粒度恒定。
【附圖說明】
[0020]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的整體圖。
[0021]圖2是實(shí)施方式的氣流粉碎機(jī)的水平剖視圖。
[0022]圖3是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的整體圖。
[0023]圖4是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的整體圖。
[0024]符號(hào)說明
[0025]I原料料斗
[0026]2原料供給機(jī)
[0027]3氣流粉碎機(jī)
[0028]4吸引管道
[0029]5粉碎物回收料斗
[0030]6控制裝置
[0031]7圓筒狀主體
[0032]8錐狀前蓋
[0033]9 外殼
[0034]10旋轉(zhuǎn)軸
[0035]11 帶輪
[0036]12動(dòng)力馬達(dá)
[0037]13驅(qū)動(dòng)帶輪
[0038]14 帶
[0039]15第一旋轉(zhuǎn)翼
[0040]16第二旋轉(zhuǎn)翼
[0041]17錐形部
[0042]18錐形部
[0043]19原料供給口
[0044]20小料斗
[0045]21 空間
[0046]26冷卻液流路
[0047]28控制盤
[0048]29冷風(fēng)發(fā)生器
[0049]30溫度傳感器
[0050]31吸引用鼓風(fēng)機(jī)
[0051]32風(fēng)量計(jì)或風(fēng)壓計(jì)
[0052]33風(fēng)量控制器
[0053]34袋式過濾器
[0054]35 管道
[0055]36 容器
【具體實(shí)施方式】
[0056]以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0057]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的說明圖，I是原料料斗，2是原料供給機(jī)，3是氣流粉碎機(jī)，4是吸引管道，5是粉碎物回收料斗。應(yīng)予說明，各實(shí)施方式中使用的原料是大豆，但也可以為小豆、米等其它谷物類。
[0058]作為原料的大豆被從原料料斗I投入設(shè)置在其下方的原料供給機(jī)2中，進(jìn)而被供給到氣流粉碎機(jī)3。原料供給機(jī)2是振動(dòng)式的定量供給裝置，如后所述，其原料供給量被控制裝置6控制。
[0059]圖2給出氣流粉碎機(jī)3的詳情。該氣流粉碎機(jī)3具有包含圓筒狀主體7和錐狀前蓋8的外殼9。在外殼9的內(nèi)部設(shè)置有懸臂結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸10，在其端部固定有帶輪11。12是動(dòng)力馬達(dá)，在固定于其輸出軸的驅(qū)動(dòng)帶輪13和帶輪11之間卷掛帶14，由此驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸10
[0060]在該旋轉(zhuǎn)軸10上安裝有2個(gè)旋轉(zhuǎn)翼。第一旋轉(zhuǎn)翼15配置在外殼9的圓筒狀主體7的內(nèi)部，第二旋轉(zhuǎn)翼16配置在外殼9的錐狀前蓋8的內(nèi)部。如圖2所示，第二旋轉(zhuǎn)翼16的前端面為與錐狀前蓋8的錐形部18相同角度的傾斜面。應(yīng)予說明，這些旋轉(zhuǎn)翼15、16均為前端側(cè)在圓周方向被分割的分割槳葉，其分割數(shù)優(yōu)選為3?8。
[0061]在圓筒狀主體7的側(cè)壁形成有原料供給口 19，從配置在原料供給機(jī)2的出料側(cè)的小料斗20向外殼9的內(nèi)部供給原料。原料被以3000?8000rpm高速旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)翼15粗粉碎，并進(jìn)入被第一旋轉(zhuǎn)翼15和第二旋轉(zhuǎn)翼16包夾的空間21。在該空間21內(nèi)形成有強(qiáng)離心氣流，被粗粉碎的顆粒彼此劇烈碰撞，實(shí)施氣流粉碎。結(jié)果，顆粒成為微粉末，從第二旋轉(zhuǎn)翼16和錐狀前蓋8的間隙移動(dòng)到錐狀前蓋8的內(nèi)部。如圖1所示，在錐狀前蓋8的前端連接有吸引管道4，微粉末通過吸引管道4被吸引，并被回收到粉碎物回收料斗5中。
[0062]應(yīng)予說明，只要改變第二旋轉(zhuǎn)翼16和錐狀前蓋8的內(nèi)周面之間的間隙，就能夠?qū)Ψ旨?jí)性能進(jìn)行調(diào)整。
[0063]本發(fā)明中為了進(jìn)行低溫粉碎，對(duì)氣流粉碎機(jī)3做了以下改進(jìn)。
[0064]首先，外殼9具有能夠?qū)⒎鬯闇囟纫种圃?5°C以下的冷卻機(jī)構(gòu)。S卩，成為在外殼9上形成冷卻液流路26、冷卻液在其內(nèi)部循環(huán)的冷卻套結(jié)構(gòu)。雖然冷卻液能夠使用10°C以下的水，但是，在冷卻液的溫度為0°C以下的情況下，使用防凍液。通過這樣的構(gòu)成，將外殼9內(nèi)的粉碎溫度維持在55°C以下。如果該溫度超過55°C，則會(huì)引發(fā)大豆的熱變性，所以不優(yōu)選。外殼9的內(nèi)部溫度由溫度傳感器30測定，對(duì)冷卻液的循環(huán)量進(jìn)行反饋控制。
[0065]應(yīng)予說明，因?yàn)槔美鋮s液流路26的排熱通過外殼9的壁面而進(jìn)行，所以壁面的熱傳導(dǎo)率和熱傳遞率對(duì)冷卻效果產(chǎn)生影響。因此，可以由熱傳導(dǎo)率大的金屬形成冷卻液流路26附近的外殼9。另外，為了避免被粉碎的微粉末粘附于外殼9的內(nèi)表面而形成隔熱層，也可以定期施加振動(dòng)、進(jìn)行空氣噴射等而除去粘附物。另外，優(yōu)選在運(yùn)轉(zhuǎn)了規(guī)定時(shí)間時(shí)，停止運(yùn)轉(zhuǎn)，打開錐狀前蓋8，用圓頭刮刀等刮取其內(nèi)表面的粘附物。
[0066]在圖1所示的第一實(shí)施方式中，從控制盤28讀取氣流粉碎機(jī)3的動(dòng)力馬達(dá)12的電流值，控制裝置6以該電流值為參數(shù)對(duì)原料供給機(jī)2的供給量進(jìn)行反饋控制。S卩，原料的成分、水分含有率、粉碎溫度等的變化為粉碎的負(fù)荷變化，該負(fù)荷變化表現(xiàn)為動(dòng)力馬達(dá)12的電流值的變化。所以，通過不僅如上所述地將外殼9內(nèi)的粉碎溫度維持在55°C以下，還在電流值增加時(shí)進(jìn)行減少原料供給機(jī)2的供給量而減小粉碎的負(fù)荷的控制，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的低溫粉碎。
[0067]在圖3所示的第二實(shí)施方式中，以通過溫度傳感器30測定的外殼9的內(nèi)部溫度為參數(shù)，對(duì)原料供給機(jī)2的供給量進(jìn)行反饋控制。即，通過溫度傳感器30測定的外殼9的內(nèi)部溫度超過設(shè)定值時(shí)，不僅對(duì)冷卻液的循環(huán)量進(jìn)行反饋控制，還對(duì)原料供給機(jī)2的供給量進(jìn)行反饋控制，由此使原料供給量為最適量。該第二實(shí)施方式可與第一實(shí)施方式組合實(shí)施。
[0068]在圖4所示的第三實(shí)施方式中，邊將冷風(fēng)或除濕空氣與原料一同供給到氣流粉碎機(jī)3中邊進(jìn)行粉碎。圖4中，將從冷風(fēng)發(fā)生器29供給的冷風(fēng)或除濕空氣供給到原料料斗I和原料供給機(jī)2，但也可以從配置在原料供給機(jī)2的出料側(cè)的小料斗20進(jìn)行供給。由此能夠在低溫環(huán)境氣氛中進(jìn)行粉碎。該第三實(shí)施方式也能夠與第一實(shí)施方式、第二實(shí)施方式組合實(shí)施。應(yīng)予說明，作為冷風(fēng)，優(yōu)選使用溫度比設(shè)置了氣流粉碎機(jī)3的室內(nèi)的溫度低10°C以上的空氣。另外，也可以代替冷風(fēng)，使用除濕空氣。如果將除濕空氣供給到外殼9的內(nèi)部，則能夠穩(wěn)定由蒸發(fā)潛熱所產(chǎn)生的冷卻效果。
[0069]應(yīng)予說明，氣流粉碎機(jī)3的分級(jí)性能受吸引管道4的吸引條件影響。因此，在任一實(shí)施方式中，均優(yōu)選如圖4所示在連接于粉碎物回收料斗5的吸引用鼓風(fēng)機(jī)31的近前配置風(fēng)量計(jì)或風(fēng)壓計(jì)32，對(duì)風(fēng)量的波動(dòng)進(jìn)行檢測，通過風(fēng)量控制器33對(duì)吸引用鼓風(fēng)機(jī)31進(jìn)行反饋控制，使得吸引風(fēng)量恒定。應(yīng)予說明，圖4中，在粉碎物回收料斗5的內(nèi)部設(shè)置有袋式過濾器34，在連接其上側(cè)室和吸引用鼓風(fēng)機(jī)31的管道35的內(nèi)部配置有風(fēng)量計(jì)或風(fēng)壓計(jì)32。只要為這樣的配置，就能夠使微粉末不粘附在風(fēng)量計(jì)、管道35內(nèi)，能夠?qū)⒈环鬯榈奈⒎勰┗厥盏较路降娜萜?6內(nèi)。
[0070]通過以上說明的本發(fā)明的氣流粉碎設(shè)備和使用該氣流粉碎設(shè)備的低溫粉碎方法，能夠?qū)⒋蠖惯@樣的谷物在不發(fā)生熱變性的前提下微粉碎成規(guī)定粒度。具體而言，例如能夠效率良好地將生大豆微粉碎成中位徑為20?40 μ m、粒徑在100 μ m以下的比例為95%以上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氣流粉碎設(shè)備，具備: 氣流粉碎機(jī)，在包含圓筒狀主體和錐狀前蓋的外殼的內(nèi)部，設(shè)置有高速旋轉(zhuǎn)的2個(gè)旋轉(zhuǎn)翼， 原料供給機(jī)，從圓筒狀主體的背面?zhèn)冗B續(xù)供給原料，以及 吸引管道，從錐狀前蓋的前部吸引回收粉碎物， 其特征在于: 所述外殼具備能夠?qū)⒎鬯闇囟纫种圃?5°C以下的冷卻機(jī)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣流粉碎設(shè)備，其特征在于，冷卻機(jī)構(gòu)是使冷卻液在冷卻液流路內(nèi)循環(huán)的冷卻套結(jié)構(gòu)。3.—種低溫粉碎方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1或2所述的氣流粉碎設(shè)備，邊以氣流粉碎機(jī)的動(dòng)力馬達(dá)的電流值為參數(shù)，對(duì)原料供給機(jī)的供給量進(jìn)行反饋控制，邊進(jìn)行粉碎。4.一種低溫粉碎方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1或2所述的氣流粉碎設(shè)備，邊以外殼的內(nèi)部溫度為參數(shù)，對(duì)原料供給機(jī)的供給量進(jìn)行反饋控制，邊進(jìn)行粉碎。5.一種低溫粉碎方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1或2所述的氣流粉碎設(shè)備，邊將冷風(fēng)或除濕空氣與原料一同供給，邊進(jìn)行粉碎。6.根據(jù)權(quán)利要求3?5中的任一項(xiàng)所述的低溫粉碎方法，其特征在于，進(jìn)行反饋控制，使得吸引管道的吸引風(fēng)量恒定。
【文檔編號(hào)】B02C23/00GK105855010SQ201510031286
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年1月22日
【發(fā)明人】南川勤
【申請(qǐng)人】南產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社