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図面 (7)

課題・解決手段

種々の乾燥成分液体と混合するための混合室が開示される。混合室は蓄積室を有し、該蓄積室は成分が液体噴霧ノズルを通過する際、成分を一様に分配し、均質水和物を生じさせる。液体は種々の圧力で噴霧されて粒状の水和物のレベルを変化させ、捏ね粉、バター又は他の混合物の製造を許容する。一般的に水分の吸収が緩やかな乾燥成分でさえも、液体を過剰にすることなく急速且つ一様に水和される。乾燥成分の体積流量等のプロセスパラメータもまた変化させることが可能である。

概要

背景

連続した流動プロセスで使用する乾燥成分混合室は従来技術から公知であり、大規模生産に屡々利用される。このような混合室の1つは米国特許第7,332,190号明細書に示されている。

概要

種々の乾燥成分を液体と混合するための混合室が開示される。混合室は蓄積室を有し、該蓄積室は成分が液体噴霧ノズルを通過する際、成分を一様に分配し、均質水和物を生じさせる。液体は種々の圧力で噴霧されて粒状の水和物のレベルを変化させ、捏ね粉、バター又は他の混合物の製造を許容する。一般的に水分の吸収が緩やかな乾燥成分でさえも、液体を過剰にすることなく急速且つ一様に水和される。乾燥成分の体積流量等のプロセスパラメータもまた変化させることが可能である。

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請求項1

成分を水和させる混合室であって、蓄積室に成分を送出する成分入口と、前記蓄積室に設けられ、前記蓄積室の壁に対して前記成分を向かわせる分流器と、前記蓄積室から前記成分を受け取る混合管と、前記分流器の下方に配置され、前記成分が前記分流器を通過した後、液体が前記成分に液体が接触するように前記液体を放出する放出ノズルとを具備する混合室。

請求項2

前記分流器は先細状をなす、請求項1に記載の混合室。

請求項3

前記蓄積室は先細区域を有する、請求項1に記載の混合室。

請求項4

前記分流器は先細状をなし、前記分流器の先細は前記蓄積室の先細とは逆向きである、請求項3に記載の混合室。

請求項5

前記放出ノズルは、前記成分が前記分流器を通過した後、前記成分に液体が接触すべく前記液体を放出する、請求項1に記載の混合室。

請求項6

前記放出ノズルは円錐形噴霧パターンで液体を放出する、請求項5に記載の混合室。

請求項7

前記成分入口は、該成分入口と前記蓄積室とを接続するオリフィスを含み、該オリフィスのサイズは変更可能である、請求項1に記載の混合室。

請求項8

前記成分入口は外側スリーブ及び内側スリーブを含み、前記オリフィスのサイズは前記内側スリーブに対して前記外側スリーブを摺動させて変更可能である、請求項7に記載の混合室。

請求項9

前記内側スリーブに対して前記外側スリーブを摺動させる調整ノブを更に具備する、請求項8に記載の混合室。

請求項10

前記放出ノズルは前記分流器の底に連結されている、請求項1に記載の混合室。

請求項11

複数のノズルサポートが前記蓄積室内に前記分流器を位置付けている、請求項10に記載の混合室。

請求項12

少なくとも1つのノズルサポートは前記放出ノズルに液体を供給する液体供給ラインを形成する、請求項11に記載の混合室。

請求項13

成分を水和させる混合室において、蓄積室にオリフィスを通じて成分を向かわせる成分入口と、前記蓄積室に設けられ、外部に向けて先細状をなして前記成分を前記蓄積室の壁に向かわせる分散円錐体であって、前記蓄積室の前記壁が内部に向けて先細状をなして前記成分を混合室の中心に向かわせる、分散円錐体と、前記蓄積室から前記成分を受け取る混合管と、前記分散円錐体の下方に配置され、前記成分が前記混合管を通じて降下する際、液体を円錐形の噴霧パターンで放出し、前記成分に液体を接触させる放出ノズルとを具備する、混合室。

請求項14

前記分散円錐体は複数のノズルサポートによって前記蓄積室に保持され、前記ノズルサポートの1つは、前記放出ノズルに液体を供給する液体供給ラインを形成する、請求項13に記載の混合室。

請求項15

乾燥成分のための水和室であって、蓄積室に成分を向かわせる乾燥成分入口と、前記蓄積室に設けられ、前記成分を前記蓄積室の壁に向かわせる偏向器と、前記偏向器の下方にて前記蓄積室に配置され、前記成分が前記蓄積室を通過する際、前記成分に向けて水和液体を放出する水和分配器とを具備する、水和室。

請求項16

混合管を更に具備し、前記蓄積室が先細状をなして前記成分を前記混合管の中心に向かわせる、請求項15に記載の水和室。

請求項17

前記偏向器は外部に向けて先細状をなし、前記成分を前記蓄積室の壁に向かわせる、請求項15に記載の水和室。

請求項18

前記偏向器は、55度よりも少ない角度の先細状をなす、請求項15に記載の水和室。

請求項19

前記偏向器は複数のサポートにより前記蓄積室の中心に位置付けられている、請求項15に記載の水和室。

請求項20

前記複数のサポートのうちの少なくとも1つは水和流体供給ラインである、請求項19に記載の水和室。

技術分野

0001

(関連出願の参照)
本願は、2014年12月3日付け提出の米国予備出願No.62/086,815の優先権を主張し、ここでは該出願の全体が本願明細書に組み入まれる。

0002

本開示は一般的に、粒状の乾燥材料水和させる混合室に関する。より詳しくは、本発明は小麦粉のような粒状の乾燥材料を調和且つ均質に水和させることに関する。

背景技術

0003

連続した流動プロセスで使用する乾燥成分の混合室は従来技術から公知であり、大規模生産に屡々利用される。このような混合室の1つは米国特許第7,332,190号明細書に示されている。

発明が解決しようとする課題

0004

従来技術の混合室は、広範囲に多様な乾燥成分をその流量を可変して有効に混合できない。乾燥成分は混合室の或る部分では濃縮し、乾燥成分の不均一な水和物をもたらす。捏ね粉が従来技術の混合室で混合されたとき、その結果物噴霧から離れた処では濃い捏ね粉、噴霧の端では湿潤したバター状の捏ね粉、噴霧の中心では未混合の液体となる。このような未混合の液体は、乾燥成分が適切に水和されたか否かを評価する時間の把握を機械オペレータに難しくするという課題をもたらす。或る食品レシピは高精度な水和物を要求する。従来技術の混合室の構成は正確なプロセス制御を困難にしている。

0005

また、従来技術の混合室は食品汚染からの適切な保護を提供しない。米国及び他の諸国における食品の安全性及び衛生の基準は厳格で、食品製造設備でのバクテリアの増殖を阻止する定期的な清掃を要求する。従来技術の混合室の構成は清掃を困難にし、最も厳格な食品衛生要件を満たしていない。

0006

最後に、従来技術の混合室の構成は、乾燥成分の種類、その密度粒状化された粒子サイズ及び所望の水和レベルに係る多様性適応させるうえで、液体や乾燥成分の流量等のキープロセスパラメータの調整に制限を受けている。

0007

広範囲に多様な乾燥成分の均質な水和を許容する改善した混合室が必要とされている。

課題を解決するための手段

0008

乾燥成分と液体とを混合する混合室が開示される。混合室は、小麦粉、ふすま、種全体等の多様な乾燥成分の水和化をユーザに許容し、且つ、多様なプロセス制御を組み込んでいる。混合室は、成分が液体噴霧ノズルを通過する際、成分を一様に分配し、均質な水和物をもたらす。粒状水和物のレベルの変化をもたらすため、液体は多様な圧力で噴霧可能である。一般的に水分の吸収が緩やかな乾燥成分でさえも、液体を過剰にすることなしに、乾燥成分は迅速且つ均質に水和される。乾燥成分における体積流量等の他のプロセスパラメータは全ての適用にとっての最適なプロセス制御を確実にするために変化され得る。

0009

開示された混合室は特に、ふすま、グルテン及び繊維等の液体を速やかに吸収しない乾燥成分の水和に有効である。付け加えて、混合室は、全種類のバターパンケーキドーナッツマフィンクレープスポンジバター等の人が消費する捏ね粉の製造や、多様な非食品成分の捏ね粉の製造に有効である。

図面の簡単な説明

0010

好適な実施形態に係る混合室の斜視図である。
液体噴霧への乾燥成分の提供を説明する図1の混合室の側面図である。
図1の混合室の分解斜視図である。
図1の混合室の右側面図である。
他の実施形態に係る混合室の斜視図である。
図5の混合室の右側面図である。

実施例

0011

図1,2には混合室の好適な実施形態が示されている。混合室10は、乾燥成分調量入口40、蓄積室30及び混合管20を含む。成分は乾燥成分調量入口40を通じて混合室10に流入して蓄積室30内を落下し、ここで、成分は水和反応に先立って分散される。成分が混合管20に流入した際、成分は水和され、そして、混合管20の底から流出する。

0012

混合室10内での粒子の流れは図2に詳細に示され、図2は好適な実施形態の右側面図である。混合室10は乾燥成分調量入口40を備え、該入口40は流量調整ノブ42を含む。該流量調整ノブ42は内側スリーブ49に対し、調整ラック51を介して外側スリーブ46を移動させ、ここで、該調整ラック51は内側スリーブ49に取り付けられている。成分が蓄積室30に流入する際、外側スリーブ46及び内側スリーブ49の相対的な摺動オリフィス52の開閉によって乾燥成分の流量を制御する。このような相対的な摺動はオリフィス52の一部を開閉することで、オリフィス52のサイズを変化させる。内側スリーブ49は取り付けフランジ50を介して上流機器に取り付けられている。乾燥線分調量入口40は複数の空気入口孔45を含み、これら空気入口孔45は乾燥成分の流入に起因する不所望な負圧の発生を回避するために空気の動きを許容する。

0013

成分がオリフィス52を一旦通過すると、成分は調量済み乾燥成分のための管47内を蓄積室30に向けて自由落下する。乾燥成分が蓄積室30に向けて落下する際、成分は分流器33に出会う。本実施形態では、分流器33は円錐形状をなし、外側に向けて先細状をなし、蓄積室30に達している。

0014

分流器33に出会うことで、成分は一定の円錐形又は分流器33に対応した他の形状に分配され、蓄積室30の外側に向けて流れる。蓄積室30は蓄積ネック36を含むことができ、該蓄積ネック36は蓄積室30を形成する壁の先細区域である。この構成において、蓄積器36は分流器33の先細とは逆向きの先細をなしている。このような構成によれば、成分は蓄積器36に接触し、成分の方向が混合管20の中心に向けて変更される。この構成は、成分が液体噴霧37を通過する際、成分の分配をより一層均一にする。成分が蓄積室30を流出して混合管20に流入する際、放出スプレーノズル38によって発生された液体噴霧37は、落下する乾燥成分に対して方向付けられている。成分が混合管20を重力で通過する際、液体噴霧37は成分を水和させる。

0015

図3図1の混合室の分解斜視図である。乾燥成分調量入口40は外側スリーブ46及び内側スリーブ49-図2参照-からなる。外側スリーブ46に備えられたガイド軸受41は該ガイド軸受41に沿う内側スリーブ49の摺動を許容する。ガイド軸受41の複数の通路又は溝54は複数のリッジ53-図2参照-と協働して、混合管20の方向付けを維持し且つ内側スリーブ49回りの回転を阻止する。所望の構成に応じて、通路又は溝の配置を逆にすることもできる。図2に示されるように流量調整ノブ42は調整ハウジング44内でピニオン43に連結されている。該ピニオン43は図2に示された内側スリーブ49の調整ラック51と協働してオリフィス52のサイズを調整する。

0016

空気入口孔45は、混合室10内の不所望な負圧を回避するために乾燥成分調量入口4への空気の流入を許容する。調量済み乾燥成分のための管47は蓄積室30にフランジ48を介して取り付け可能である。蓄積室30はフランジ48に合致する対応のフランジ31を有する。

0017

図3は、蓄積室30内に位置付けられた乾燥成分の分流器33を示す。該分流器33は複数のノズルサポート34によって支持されている。幾つかの実施形態では、参照符号35で示されたノズルサポート34の1つがスプレーノズル38のための水和液体供給ラインの一部として機能する-図2,3参照。蓄積ネック36は成分の方向付けを変更して、成分を蓄積室30の中心に向けさせ、そして、混合管20内に流入させる形状をなす。混合管の入口22は混合管体23に向けて開口し、該混合管体23内で、蓄積室30からの成分が高圧の液体噴霧37に晒される。この後、成分は重力及び成分の流れによって混合管の出口24から流出する。混合管20及び蓄積室30はフランジ21,32によって連結されている。

0018

図4は混合室10の右側面図である。乾燥成分調量入口40の端に示されたアクセスカバー53は混合室の清掃及び保守点検を混合室の完全な分解なしに許容する。他の構成要素には上述した同一の参照符号が付されている。

0019

図5,6は、代替の実施形態に係る混合室10Aを示す。該代替の構成によれば、混合室10Aは、乾燥成分調量入口40A、蓄積室30A及び混合管20Aを含む。調量入口40Aは複数の通路又は溝58を含み、これら通路又は溝58は調量入口40A内のオリフィスのサイズ変更のために、外側スリーブ46Aと内側スリーブ49Aとの間の摺動を許容する。ロック調整ノブ60は所望位置にその摺動部分をロックする。この構成において、ロック調整ノブ60は外側スリーブ46Aにねじ込まれている。

0020

蓄積室30A及び混合管20Aは蓄積室30及び混合管20と実質的に同様に機能するが、代替の構成を有していてもよい。例えば、蓄積室30A及び混合管20Aは,1つ以上のフランジによる連結に代えて、直接的に連結されている(例えば、一体的に形成されている)。更に、蓄積室30Aにおける先細区域の上部には室入口フランジ31Aが取り付けられている。付け加えて、室入口フランジ31Aは1つ以上のハンドル62を含むことができ、これらハンドル62は入口フランジ31Aを乾燥成分調量出口フランジ48Aに対して位置合わせするのに役立つ。

0021

乾燥成分を水和させるために種々の液体が使用可能である。該液体は高圧の噴霧として付与され、該噴霧は最適な水和を達成するために10バール(約145psi)から300バール(約4,300psi)の範囲の圧力を有する。異なる乾燥成分は異なる圧力で水分を最も吸収する。例えば、小麦ふすまは低い密度を有し、20バール(約300psi)から69バール(約1000psi)の圧力で最も水和し、一方、粒状の白砂糖は137バール(約2000psi)で最も水和する。小麦グルテンは69バール(約1000si)を超えた圧力で良く水和し、混合された捏ね粉となる。しかしながら、小麦グルテンは20バール(約300psi)では多くの水分を吸収せず、均質な液体バターとなる。多様な特性を圧力の調整によって得ることができる。

0022

管内にて、高圧の噴霧は液体噴霧角が50度よりも小さい円錐パターンでもって乾燥成分に対して下方に向けられている。この噴霧は混合管内に負圧を生じさせ、該負圧は成分の自由落下パターンを変更させ、高圧の噴霧内に下向きの成分を引き込むのに役立つ。この負圧は液体速度液体容積噴霧角及び混合管の面積で変化する。乾燥成分はそのサイズ及び密度が広範囲に異なり、その自由落下パターンもまた異なる。円錐形以外の形状の分流器33は、水和されるべき乾燥成分の正確さに拘わらず、噴霧パターン分流パターンを確実に一致させるべく構成されている。

0023

乾燥成分の体積流量は乾燥成分調量入口を通じて制御され、該調量入口は噴霧ノズルの上方に位置付けられている。乾燥成分は混合室にオーガスクリュー又は公知の他の装置を経て導入される。混合入口アセンブリは、鉛直な混合管の上方における開口の一部を閉じることで乾燥成分の流量を制御する。乾燥成分が降下し、噴霧ノズルから発生した負圧によって引き込まれる際、乾燥成分の分配を助けるために鉛直な混合管内への空気の流入が許容されている。この調整は均一な分配を確実にするために流量の調整を許容する。体積流量が過剰になれば、成分の分配が不均一となって均質な水和がなされない虞がある。体積流量が過小であれば、混合物内の液が過剰になる。更に、液体噴霧圧力及び乾燥成分の体積流量の両方の変化は、成分に対する液体の衝撃速度の変化を許容し、水和特性を変化させる。混合室内にて40%から359%の液体の水和レベルが達成されるが、その結果物は成分の物理特性や、使用されるプロセスパラメータに関して変化する。

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