(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方に突出した排出口を有する第１のホッパーと、第１のホッパーの排出口に配される垂直姿勢で通水性または透水性を有する多孔筒状体と、垂直姿勢で多孔筒状体の下方に連結して液体原料を含んだ固体原料を一定量ずつ送り出す第１の定量ポンプとを備え、前記垂直姿勢で多孔筒状体に固体原料と液体原料を入れて、固体原料を柱状に形成して下方に自重がかかるようにするとともに第１のホッパーに液体原料を排出して前記第１の定量ポンプに送って固体原料を一定量ずつ送り出し、
前記第１の定量ポンプの下方に磨砕装置を備え、前記第１の定量ポンプの排出口と磨砕装置の供給口が連結されるとともに、
前記第１のホッパーから前記液体原料を排出する排出経路と、排出された液体原料を貯蔵する貯蔵タンクと、貯蔵した液体原料を再び前記第１のホッパーに供給する供給経路を備えることを特徴とする原料供給装置。
【請求項２】
前記第１のホッパーから前記液体原料を排出する排出経路と、排出された液体原料を貯蔵する貯蔵タンクと、貯蔵した液体原料を前記磨砕装置の供給口に供給する経路を備えることを特徴とする請求項１記載の原料供給装置。
【請求項３】
下方に突出した排出口を有する第１のホッパーと、第１のホッパーの排出口に配される垂直姿勢で通水性または透水性を有する多孔筒状体と、垂直姿勢で多孔筒状体の下方に連結して液体原料を含んだ固体原料を一定量ずつ送り出す第１の定量ポンプとを備え、前記垂直姿勢で多孔筒状体に固体原料と液体原料を入れて、固体原料を柱状に形成して下方に自重がかかるようにし、前記第１の定量ポンプは、固体原料を一定量ずつ送り出し、
前記第１の定量ポンプの下方に配される第２のホッパーと、第２のホッパーの下方に配され固体原料を一定量ずつ送り出す第２の定量ポンプを備え、
前記第２の定量ポンプの下方に磨砕装置を備え、前記第２の定量ポンプの排出口と磨砕装置の供給口が連結されるとともに、
前記第１のホッパーから前記液体原料を排出する排出経路と、排出された液体原料を貯蔵する貯蔵タンクと、貯蔵した液体原料を再び前記第１のホッパーに供給する供給経路を備えることを特徴とする原料供給装置。
【請求項４】
前記貯蔵タンクに貯蔵した液体原料を前記第２のホッパーに供給する供給経路を備えることを特徴とする請求項３記載の原料供給装置。
【請求項５】
前記第１の定量ポンプは、液体原料を含んだ固体原料を一定量ずつ送り出すとともに制流機能を有し、前記第１のホッパー内の液体原料の液位を検知又は調節する水位制御手段を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の原料供給装置。
【請求項６】
前記第２の定量ポンプは、液体原料を含んだ固体原料を一定量ずつ送り出すとともに制流機能を有し、前記第２のホッパー内の液体原料の液位を検知又は調節する水位制御手段を有することを特徴とする請求項３又は４記載の原料供給装置。
【請求項７】
前記第１のホッパーの排出口に、貯蔵タンクに貯蔵された液体原料が配管を介して供給されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の原料供給装置。
【請求項８】
前記第１または第２の定量ポンプの下方に磨砕装置を備え、前記第１または第２の定量ポンプの排出口と磨砕装置の供給口が連結されるとともに、磨砕装置の排出口に第３の定量ポンプが配され、さらに前記第１または第２の定量ポンプと第３の定量ポンプに挟まれる区間の圧力を一定にする圧力制御装置が配されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項記載の原料供給装置。
【請求項９】
前記固体原料が大豆を脱皮及び／又は粉砕したものであり、前記液体原料が水であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項記載の原料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体原料と液体原料とを投入供給して下方側から排出する原料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、豆乳は、大豆を水と共に磨砕して得られる呉液から製造されるが、この製造に際して、大豆と水を供給するホッパー（原料供給装置）が使用される。従来のこの種のホッパー（原料供給装置）としては、例えば、特許文献１や２に示すものが開示されている。
【０００３】
一方、本願出願人は、穀物や医薬原料等の固体原料を液中磨砕装置によって粉砕・磨砕する装置として、特許文献３と４を既に提供し、ここに、ホッパー（原料供給装置）を例示している（例えば特許文献３の図１５〜図１８）。
【特許文献１】特開平８−１４４１４０号公報
【特許文献２】特開２００５−３０４４７４号公報
【特許文献３】特開２００６−１５２０６号公報
【特許文献４】特開２００７−６９２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のホッパー（原料供給装置）では、ホッパーの排出口において、原料がブリッジをなして留まる現象（ブリッジ現象）が生じて、定量的に排出ができなくなる問題を有していた。かかる問題は、固体原料に水を加えて供給する場合、例えば脱皮したり粗粉砕した大豆を水に浸漬して供給する場合に、特にブリッジ現象が生じ易い。脱皮したり粗粉砕した固体原料を液体原料で浸漬すると、固体原料の溶出成分や水の表面張力による粘着性が増えて、タンクや配管、計量器の内壁に付着して取り扱いが困難になる。例えば、大豆には、たんぱく質、脂質、糖質等の成分や各種酵素が存在するが、大豆を粉砕したものに水を加えると、上記成分が水に溶けだし、粘着性が増してその取り扱いが困難になる。このため、従来はこのような状態になる前に計量し、多量の水に分散するなど、できるだけ扱い易いように工夫していた。また、浸漬大豆のように、大豆成分が溶出したものは、水に分散しても均一に維持できない場合が多く、工程自体、バッチ処理を余儀なくされていた。
【０００５】
また、水に浸漬した状態の大豆（粉砕したものを含む）を定量的に取り出そうとすると、水との浸漬状態を適切に維持する一方、排出するときは大豆（粉砕したものを含む）のみ取り出すことが要求される場合があり、かかる取り出し方は上記従来のホッパー（原料供給装置）ではできなかった。そして、水に大豆の成分が溶け込んだ呉液は泡が発生し易く、磨砕装置からホッパー（原料供給装置）にかけて泡で充満してしまう問題も有していた。なお、固体原料を液体原料に適切な割合で浸漬した状態において、ホッパー（原料供給装置）だけで、固体原料と液体原料とが供給される場合に、固体原料のみを定量的に送り出したり、粉砕したりすることができれば、磨砕装置等の他の装置との連結が容易になるため、そのような簡易な構造の装置の出現が望まれていた。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、固体原料を液体原料に適切な割合で浸漬した状態を維持しながら、ブリッジ現象を生じさせずに定量的に排出することができ、次工程の磨砕装置等に送るときに泡による影響を回避し、しかも該装置だけで呉液等を製造することができる原料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の原料供給装置は、下方に突出した排出口を有する第１のホッパーと、第１のホッパーの排出口に配される垂直姿勢で通水性または透水性を有する多孔筒状体と、垂直姿勢で多孔筒状体の下方に連結して液体原料を含んだ固体原料を一定量ずつ送り出す第１の定量ポンプとを備え、前記垂直姿勢で多孔筒状体に固体原料と液体原料を入れて、固体原料を柱状に形成して下方に自重がかかるようにするとともに第１のホッパーに液体原料を排出して前記第１の定量ポンプに送って固体原料を一定量ずつ送り出し、前記第１の定量ポンプの下方に磨砕装置を備え、前記第１の定量ポンプの排出口と磨砕装置の供給口が連結されるとともに、前記第１のホッパーから前記液体原料を排出する排出経路と、排出された液体原料を貯蔵する貯蔵タンクと、貯蔵した液体原料を再び前記第１のホッパーに供給する供給経路を備えることを特徴とする。
また、本発明の原料供給装置は、下方に突出した排出口を有する第１のホッパーと、第１のホッパーの排出口に配される垂直姿勢で通水性または透水性を有する多孔筒状体と、垂直姿勢で多孔筒状体の下方に連結して液体原料を含んだ固体原料を一定量ずつ送り出す第１の定量ポンプとを備え、前記垂直姿勢で多孔筒状体に固体原料と液体原料を入れて、固体原料を柱状に形成して下方に自重がかかるようにし、前記第１の定量ポンプは、固体原料を一定量ずつ送り出し、前記第１の定量ポンプの下方に配される第２のホッパーと、第２のホッパーの下方に配され固体原料を一定量ずつ送り出す第２の定量ポンプを備え、前記第２の定量ポンプの下方に磨砕装置を備え、前記第２の定量ポンプの排出口と磨砕装置の供給口が連結されるとともに、前記第１のホッパーから前記液体原料を排出する排出経路と、排出された液体原料を貯蔵する貯蔵タンクと、貯蔵した液体原料を再び前記第１のホッパーに供給する供給経路を備えることを特徴とする。
【０００８】
ここで、上記定量排出手段は、他の如何なる装置と連結することも可能であるが、呉液等の製造に際しては、磨砕装置や液中磨砕装置と直結させたり、一旦第１のホッパーなどで受けた後に磨砕装置や液中磨砕装置に直結させることが好ましい。また、定量排出手段としては、自吸式で小刻みに切り出す定量ポンプが好ましい。具体的には、ロータリーポンプ、モーノポンプ、ギヤポンプ、ベーンポンプ、モノフレックスポンプ、ホースポンプ（チューブポンプ）、プランジャーポンプなどの容積式ポンプが好ましい。
【０００９】
本発明の原料供給装置に水に浸漬させた固体原料を供給すれば、筒状体の働きによって固体原料が柱状体を形成する形になり、固体原料の自重が下方向に有効に加わるようになる。すなわち、水位制御により液体原料との適切な浸漬状態を維持しながら、固体原料が水に浮遊することなく、固体原料のみが柱状を形成する形になり、従来のようにブリッジ現象を生じさせることはなくなる。その結果、その下方に配された定量排出手段に固体原料が適正な力で押し込まれ、定量排出手段に供給されると、定量排出手段からは常に固体原料を一定量ずつ送り出される。送り出される固体原料は、水が付着しているが、余分な水はない状態である。なお、固体原料の押し込む圧力は、液体原料との比重差と液位以上の固体原料の高さの調整によって決定され、固体原料の高さが液体原料の液位以上の時、固体原料と液体原料とがバランスよく供給される。
【００１０】
本発明としては、前記定量排出手段の下方に液中磨砕装置を備え、前記定量排出手段の排出口と液中磨砕装置の供給口が連結されていることが好ましい。
【００１１】
本発明によれば、固体原料の磨砕が行われるが、液中磨砕装置の場合には、余分な水が伴わない状態で固体原料が供給され、この液中磨砕において十分な水（粉砕水）と混合して磨砕される。このため、磨砕された固体原料が空気（酸素）と接触することがなく、酸化反応による品質低下が回避される。ここで特に、前記定量排出手段の下方に先細りの柔軟性素材、例えばシリコンゴム（樹脂）製の筒状排出口を配置することにより、呉液のような泡を発生させ易い液体であっても、泡の発生を抑制したり、空気（酸素）を噛み込む現象を抑制して、磨砕装置等の次の工程の装置に定量的に供給することができる。なお、柔軟性素材であればよく、晒し布や針金製ネズミ返しなどのような部材を使用することもできる。
【００１２】
なお、前記定量排出手段の次の工程で固体原料の微粉砕工程を設けて、この原料供給装置だけで呉液等を製造することも可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、液体原料の水位を制御しながら固体原料の自重により前記定量排出手段に送ることから、固体原料がブリッジ現象を生じさせたり、固体原料が液体原料の量が多くて、固体原料が浮遊させたりすることなく、固体原料を液体原料に適切に浸漬した状態で定量排出手段により一定量ずつ固体原料を排出させることが可能になる。また、液中磨砕装置と連結させる場合には、定量排出手段７を計量機と制流機能を兼用させることでコストを抑えられることができ、振動させる装置を用いる必要もなく、固体原料を磨砕し、スラリー状とすることが効率的に行える。また、特に呉液の製造においては、前記定量排出手段の次の工程で固体原料の微粉砕工程を設けて、原料供給装置のみで呉液を製造することも可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した原料供給方法、原料供給装置及びこれを使用した磨砕システムについて、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
（原料供給装置）
本発明の原料供給装置１は、垂直姿勢の筒状体４と、筒状体４が配される第１のホッパー５と、筒状体４の下方に配され固体原料６を一定量ずつ送り出す定量排出手段７とを備える。図１と図２は、原料供給装置１の液中磨砕装置１２への装着状態を示すものであり、本例では、縦型の液中磨砕装置１２の上方に設けられた原料供給口３に接続する形で原料供給装置１が取り付けられている。図１と図２は、定量排出手段の羽根に相違があるのみで、その他は同じ構造である。なお、液中磨砕装置１２については、後述する。
【００１６】
第１のホッパー５は、固体原料６と液体原料８を投入供給するものであり、通常のホッパーと同様、金属板やプラスチック板等の材質で形成されている。本実施の形態の第１のホッパー５は、円筒形状であり、その下方にロート状（逆円錐状）の液貯まり部５ｄが設けられ、その最下端中央に排出口５ａが設けられている。液貯まり部５ｄには、液体原料８が常に一定量貯められた状態になる。第１のホッパー５には、第１のホッパー５内の液体原料８の液位を検知する液位センサ１０が設置されているものでも良い（図４）。図４の例では、固体原料６とともに液体原料８が多く供給される場合にはポンプＰによって液体原料８を排出しながら液位を保つもので、固体原料６とともに送られる液体原料９が少ない場合にはポンプＰによって液体原料８を供給して液位を保つ構造である。
【００１７】
第１のホッパー５の内側には、筒状体４が設けられている。筒状体４は、余分な液体原料と分離して固体原料６を供給するために垂直姿勢で設けられるものであり、開放された上端部分には、固体原料６の投入を行うための投入口を有する。筒状体４の形状は、内径が一定のストレートであるが、下方に向かうに従って次第に内径が狭くなる形状として、供給される固体原料６を絞り込むように定量排出手段７へと移行（落下）させる。なお、下方に向かうに従って次第に内径が広くなる形状としても良く、このように、筒状体４の形状を、下方に向かって拡径するテーパーを持った形状とすることにより、この中に供給された固体原料６を、自重により速やかに定量排出手段７へと移行（落下）させることができる。また、筒状体４への付着を防ぐ効果もある。
【００１８】
上記第１のホッパー５としては、上記筒状体４の形状そのものとすることができる。上記第１のホッパーは、上記多孔筒状体４により、二重の筒状を呈するものであるが、例えば図７に示すように、上記第１のホッパー５が一定のストレートな筒状体とする下方に定量排出手段７を配してある。筒状体４の形状として、ストレートな内径のものに限らず、円錐台形状、四角形、四角錐形、多角形、多角錐形等、角筒体とすることも可能である。図７の例では、筒状体４が第１のホッパー５を兼用しており、この構造では孔は形成されていない。また、第１のホッパー５の下方、つまり定量排出手段７の上方位置で貯蔵タンクＴｂに貯蔵された液体原料８が配管Ｔｂａを介して供給される。また、固体原料６と共に液体原料８が過剰に供給された場合には配管Ｔｂａを通って貯蔵タンクＴｂに流れ出し、筒状体内部の液体原料８の液位は一定に保たれる。図７の例では、特別な液位制御システムの必要もない。
【００１９】
前記筒状体４は、第１のホッパー５から供給される液体原料８を透過させる必要があり、このため、多数の孔４ａを有する多孔質の筒状体（多孔筒状体）であることが好ましい。この場合、前記孔４ａは、固体原料６の第１のホッパー５内への移行を防ぐことができ、しかも目詰まりしないことが必要である。これらを考慮すると、前記筒状体４の各孔４ａの大きさは、例えば固体原料６の短径以下、好ましくは短径の２分の１以下であることが好ましい。例えば固体原料６が大豆や小豆等の原料である場合、各孔４ａの具体的な大きさとしては、短径または最小幅が０．１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であることが好ましく、さらに好ましくは２ｍｍ〜５ｍｍである。なお、各孔４ａの形状は、丸形、楕円形、長穴、スリット等、任意の孔形状とすることができる。
【００２０】
前記筒状体４の材質としては、金属（ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等のステンレス、チタン、アルミニウム等）、樹脂［ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、塩化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＣ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、フッ素樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂（ＭＦ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、ユリア樹脂（ＵＦ）、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、オキシベンソイールポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ乳酸樹脂等の生分解性プラスティック類］、天然ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、クロロピレンゴム、エチレンプロピレンゴム等の合成ゴム等の部材や、これらの複合材、溶融混合材（例えば、フッ素＋ポリプロピレン等）やラミネート材やＦＲＰ材や網材、発泡化（連通性のある発泡）、焼結加工品（通気性または通液性のあるもの）、細線化又は繊維又は紡糸化・中空糸化等糸状として濾布状とした加工品、板材、フィルム材、シート材、成型・切削加工品等が挙げられる。セラミック製（上薬等表面平滑化加工等）、ガラス（硬質ガラス、石英硝子等）製、木製、樹脂製濾布、網状等いずれの形態でも良い。金属製であれば、細線化し金網状にするか、内面を鏡面研磨するか、磨き板やディボット加工等固体原料の表面摩擦、転がり摩擦の少ない面を内側にする。なお、摺動性の高いフッ素樹脂等で内面をコーティングしてもよい。前記多孔４ａを加工する際、生じるバリの除去、面取り加工は勿論であるが、レーザー加工、パンチング加工によっても板材の表裏で多少の抵抗差が生じる場合、できるだけ抵抗の少ない面を内面とする。
【００２１】
ここで、図１と図２の実施の形態では、第２のホッパーＢｔが配置され、この第２のホッパーＢｔ内の液体原料８の液位を検知する液位センサ（水位制御手段）１０が設置されている。液中磨砕装置１２においては液中粉砕が行われるが、第２のホッパーＢｔ内において液体原料８の液位が低下し過ぎると、液中磨砕装置１２に供給される原料中に空気が混入するおそれがある。そこで、前記液位センサ１０によって液体原料８の液位を監視し、空気の混入を防止する。液位センサ１０としては、圧力センサ、磁歪式センサ、フロート式センサ、超音波式センサ、レーザ式センサ、レーダ波式センサ等、任意のセンサを用いることができる。液位の調整は、例えば液位センサ１０の信号を調節計に入力し、後述の排水口に設けられたポンプやバルブ等の流量制御装置に対して、オン−オフ制御やＰＩＤ制御を行う。上記液位センサ１０は、図４に示すように、第１のホッパー５の液体原料８の液面ｅも同様にレベルセンサを用いてコントロールすることも可能である。または、単にオーバーフローする構造であってもよい。
【００２２】
上記筒状体４の排出口には、定量排出手段７が連結されている。図６の形態の定量排出手段７は、計量機と制流機能を兼用している。液中磨砕方式の場合、計量装置と制流装置を兼用出来る方法である。液体原料の液位制御はどの方法と組み合わせても良い。定量排出手段７における固体原料６の供給量は、インバータによって制御される。定量排出手段７としては、自吸式で小刻みに切り出す定量ポンプが好ましい。具体的には、ロータリーポンプ、モーノポンプ、ギヤポンプ、ベーンポンプ、モノフレックスポンプ、ホースポンプ（チューブポンプ）、プランジャポンプなどの容積式ポンプが好ましい。
【００２３】
定量排出手段７の計量機と制流機能としては、「舛」状のものが回転するようなものであったり、又、少なくとも一つの羽根車（該羽根車は１軸回転羽根、２軸回転羽根、またはスクリュー螺旋羽根などが挙げられる。）を有する動的制流手段（可動形）を有することで対応可能である。
【００２４】
定量排出手段７の排出側は、筒状排出口Ｓｒが取り付けられている。筒状排出口Ｓｒは、液中磨砕装置１２の供給口３と連結される第２のホッパーＢｔの液面と接するように配されている（図１（ａ）（ｂ））。筒状排出口Ｓｒは、シリコン樹脂製で、その下方先端が先細りになっており、原料が通過しない時は平たくなるように形成されている。そして、所定量の液体原料を含んだ固体原料を第２のホッパーＢｔの液面下に排出する。なお、定量排出手段７からの排出量が多くなったときでも膨れる上記材質であるため、排出量の増加にも対応可能である。
【００２５】
ここで、図３から図８は、原料供給装置１の例を示す模式図である。図３は、ホッパー５の排出口５ａに液体原料８を供給するものであり、この図３の例では、筒状体４には、固体原料６のみを供給して、筒状の積層状態にして、その排出口５ａで連結状態の配管Ｔ４により液体原料８と混合するものであるが、固体原料６と共に液体原料８を供給することにより、筒状体４の内部でブリッジが形成されるような場合でも、ブリッジを崩す効果が期待される。図３の例では、常に液を循環する必要が無く、例えば、液位センサーの感知にて液体原料８の供給を停止出来る。
【００２６】
図５は、第１のホッパー５の下方に液体原料を排出する排出口５ｃが設けられ、この排出された液体原料８を貯蔵する貯蔵タンクＴｃと、貯蔵した液体原料８を供給する供給経路Ｔｄとを備える。これにより、第１のホッパー５の液面ｅを一定に維持することができると共に、使用した液体原料８を循環して、再度第１のホッパー５に戻して循環した使用ができるものである。固体原料６とともに液体原料８が供給される場合に、液体原料８を捨てずに使用可能である。タンクＴｃから粉砕部など、別の場所にて再利用も可能である。
【００２７】
図８は、定量排出手段７の排出側に更に微粉砕手段Ｓｓを配した例である。この例では、固体原料として粗粉砕された原料と液体原料８とともに筒状体４に投入供給し、筒状体４により固体原料と液体原料を通過させて一旦両者を分離した後、固体原料６を微粉砕手段Ｓｓにより微粉砕する。微粉砕手段Ｓｓは定量排出手段７にできるだけ近くに設置する。微粉砕手段Ｓｓとしては、例えば回転型（石臼式等；軸は磨砕装置の回転軸と共用しても、別駆動としてもよい）、２軸ロール型、１軸ロール型、回転カッター型、ハンマーミル型、ジェットミル型、１軸又は２軸型スクリュー型押出機（ミンチ型）等の粉砕手段である。各２軸ロール型の場合、お互いの回転数を違わせる（インバータやギヤ変速機、ベルトプーリー径等の変速手段によって）ことによって、更に粉砕効果を高めることができる。
【００２８】
図８の例では、固体原料６を予め微粉砕することで、後述する液中磨砕装置１２の磨砕部における粉砕負荷が下がる。その結果、例えばモータ負荷電流が低くなり、固体原料６の粉砕処理能力が向上し、調整範囲も広がる。また、モータ負荷が低下する分、回転数を上げることによっても、固体原料６の処理能力をさらに向上させることも可能である。なお、図８の例では、微粉砕手段Ｓｓで微粉砕された固体原料６は、第２のホッパーＢｔに受け止められて液中磨砕装置１２に供給されるが、通常の磨砕装置を使用することも可能である。
【００２９】
（磨砕装置）
本実施の形態の原料供給装置１は、その下方側に配される液中磨砕装置１２と連結されている（図１、図２）。液中磨砕装置１２と連結は、上記筒状排出口Ｓｒから排出される固体原料６を受ける第２のホッパーＢｔと、第２のホッパーＢｔと連結される定量ポンプ（第２の定量ポンプ）９を介して液中磨砕装置１２と連結されている。第２の定量ポンプ９は、計量機と制流機能を兼用することができる。磨砕に際しては、液面制御が重要であり、排出口１３を密閉しながら定量ポンプＰｃを連結し、空気の侵入を断つようにしている。第２のホッパーＢｔには、磨砕水が供給され、第２のホッパーＢｔ内の磨砕液の液位を検知する液位センサ１０が配置されている。
【００３０】
液中磨砕装置１２は、該装置に投入供給された固体原料６を磨砕する石臼状の砥石（磨砕部）１１を備えた磨砕室を有し、ここで固体原料６を磨り潰し、スラリー状にする。液中磨砕装置１２においては、例えば原料供給口３及び排出口１３を塞げば、磨砕室１２内は気密で漏れがない構造であることが必要条件であるが、多少漏れがあっても適用可能である。このような液中磨砕装置１２の気密構造と、原料供給装置１の組み合わせにより、液中粉砕を安定して実現することができ、酸化反応を十分抑えることが可能である。
【００３１】
液中磨砕装置１２の磨砕室に設けられる砥石１１は、例えば固定砥石１１ａと回転砥石１１ｂとから構成され、固定砥石１１ａの中央に設けられた孔から固定砥石１１ａと回転砥石１１ｂの間に固体原料６が導入されて磨り潰される。固定砥石１１ａ及び回転砥石１１ｂには、金属製の砥石やセラミック製の砥石、多孔質な砥石等、任意の砥石を用いることができるが、これら固定砥石１１ａや回転砥石１１ｂは、液体原料８が浸み込まないように、非浸透性材料により構成されていることが好ましい。これは、固定砥石１１ａや回転砥石１１ｂが多孔質で透水性、通水性がある場合には、磨砕時、回転砥石１１ａの遠心力や内圧によって、固定砥石１１ａや回転砥石１１ｂを液体原料８が通り抜け、固体原料６と液体原料８のバランスが崩れるおそれがあるからである。固定砥石１１ａや回転砥石１１ｂを非浸透性材料により構成することにより、前記バランスの崩れを防止することができる。
【００３２】
本発明の供給装置、液中磨砕装置の構成は、前記のものに限らず、種々の変更が可能である。例えば、図６に示す例は、通常の磨砕装置（液中磨砕装置ではない磨砕装置）１２Ｂの供給口３に前記定量排出手段７の排出口７ａと連結させたものである。本実施の形態の原料供給装置１は、筒状体４により固体原料６と液体原料８を通過させて一旦両者を分離するものであり、上記通常の磨砕装置１２Ｂと直接連結させて使用することも可能である。
【００３３】
次に、本発明の原料供給装置を用いた磨砕システムと原料供給方法について説明する。 
本実施の形態の原料供給方法は、固体原料６を液体原料８とともに投入供給し、液体原料の水位を一定に制御しながら固体原料８を垂直姿勢の筒状体４に通過させて下方に自重がかかるようにして、その下方に配される定量排出手段７に送って排出する。
【００３４】
固体原料６は、例えば穀物（大豆、胡麻、小豆、米、小麦・大麦等の麦類、とうもろこし、落花生、ココナッツ等の種子類等である。それらを、浸漬、脱皮、蒸煮、焙煎、発酵、発芽等加工されたものも含む。ここで、粗粉砕した大豆である場合は、その成分が液体原料８と混ざり合う。粗粉砕とは、大豆を半割、１／４割、１／８割、１／１６割、挽き割、破壊、崩壊等したものを言う。納豆、テンペ、麦芽、焙煎胡麻等も含まれる。）や、果物（リンゴ、ミカン等）、野菜（トマト、キャベツ、ほうれん草等）、根菜類（サツマイモ、ジャガイモ、蒟蒻芋、自然薯、タロイモ、人参、大根等）、海藻（ワカメ、ヒジキ、昆布等）、茶葉、薬草（これらの生原料や乾燥品や水戻し品等も含む。）、畜肉、鶏卵、魚肉等である。また、それらの微粉砕物でもよい。さらには、各種加工食品の廃棄原料（例えばオカラ、リンゴ絞りカス、乾燥麺のクズや欠け等の破損品）の再利用目的であってもよいし、例えば酸化を受けやすいタンパク質、不飽和脂肪酸含有油脂等の油脂、ポリフェノール、色素、ビタミン等を含有する食品残材の再利用目的であってもよい。その他、本発明は、空気酸化等によって品質が変化するような固体原料の全てに適用できる。したがって、酸化による品質劣化を抑える目的であれば、金属、樹脂、染料、自然石、鉱石等の加工にも用いることができる。勿論、固体原料６は、これらに限定されるものではない。
【００３５】
液体原料８は、固体原料６が大豆や米等の食品用原料の場合、主として水や飲料、液体油、液体状食品等を用いる。水とは温水、熱水、加圧熱水の他、リンゴ酸、酢酸（食酢も含む）、クエン酸やグルコン酸等の有機酸、あるいはこれらを含んだ酸性ｐＨ調整水溶液、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム（重曹）、炭酸ナトリウム等のアルカリ性ｐＨ調整水溶液、塩化ナトリウム等の各種塩溶液、軟水、水道水、地下水、アルカリイオン水、酸性イオン水、蒸留水、アスコルビン酸ナトリウム、アスコルビン酸（ビタミンＣ）等のいずれか又は混合した水や水溶液を含み、飲料とは豆乳、牛乳、果実ジュース飲料等、液体油とは大豆油や菜種油等の食用油（サラダ油、白絞油、加工油脂）、乳化剤は液油状のジアシルグリセロール等融点が室温以下のものである。液体状食品は、食酢、しょうゆ、ソース、酒類等である。水の場合、いわゆる湿式粉砕になる。水は１０℃以下の冷水や８０℃以上の熱水や、脱気または脱酸素、脱金属イオン処理（例えば陽イオン交換樹脂処理、陰イオン交換樹脂処理、逆浸透膜処理等）、ｐＨ調整（弱酸性又は弱アルカリ性：酸化酵素の至適ｐＨを避ける処理）のいずれかを行った水を使えば一層効果的である。また、食塩、硫酸ナトリウム、塩化カリウム等の無機塩を含む液体でも効果的な場合がある。水分の多い固体原料（例えば果物等）では、液体原料８はあえて使用しなくてもよく、粗砕された段階で滲み出る果汁等がその代替となり得る。固体原料６が胡麻や落花生、あるいはそれらの焙煎物等の場合には、大豆油や菜種油、胡麻油等の使用温度で液状の食用油（融点が低い）等を用いれば、ペースト状の練り胡麻やピーナッツペーストとなる。食用以外であれば、様々な液状の物質を用いることもできる。場合によっては、水以外の有機化合物（エタノール等のアルコールやヘキサン等の有機溶剤等）も使用できる。液体原料８についても、これらに限定されるものではない。
【００３６】
本実施の形態は、特に大豆や小麦等を原料とするタンパク質のゲル化力を利用した食品である場合、青臭み等の風味改善や長期保存性向上の他、加工適性向上（タンパク質のＳＨ基の酸化を抑え、弾力や食感を改善）の目的にも適用される。大豆の場合、豆乳や豆腐類、油揚類である。例えば、豆乳であれば、調整豆乳、豆乳飲料、豆乳ゼリー、豆乳アイスクリーム、豆乳ヨーグルト等、豆腐類であれば、絹豆腐（絹ごし豆腐）、充填豆腐、木綿豆腐、寄せ豆腐（おぼろ豆腐）等の豆腐類（冷凍製品も含む）、厚揚げ、生揚げ、薄揚げ、寿司揚げ、がんもどき等の生地類（冷凍半製品も含む）、凍り豆腐やその凍結前後の生地、揚げ物であれば、寿司揚げ、厚揚げ、生揚げ、薄揚げ、がんもどき等の油揚類、湯葉や湯葉豆腐、大豆タンパク質ゲル・豆乳ヨーグルト、豆乳ゼリー、豆花等の大豆加工食品について有効に適用される。特に揚げ物に対して適用した場合には、製品中の油脂の酸化や異臭発生等を抑制することができる。原料大豆は、国産大豆、輸入大豆、それらのリポキシゲナーゼ遺伝子欠損種や、それらの脱皮大豆・圧偏大豆・生大豆粉等、分離大豆タンパク質、濃縮大豆タンパク質等を含む。小麦の場合、ＳＨ基の多いグルテンや、超強力粉を得ることができ、腰の強い麺やパン生地、生麩等の製造に用いることができる。なお、本発明の対象になる食品が、これらに限定されるものでないことは言うまでもない。
【００３７】
固体原料６と液体原料８が入れられた貯蔵タンクから原料供給装置１の筒状体４にこれらの原料６，８が投入されると、固体原料６は、筒状体４の中で柱状体を構成し、自重によってその排出口５ａから定量排出手段７へと落下する。一方、第１のホッパー５内の液体原料８も筒状体４を透過するが、筒状体４の孔４ａから排出される。筒状体４に供給された固体原料６と液体原料８は、筒状体４に投入供給されると、液体原料と共に固体原料が柱状体を形成する形になり、固体原料の自重が下方向に加わる。前記自重による固体原料６の供給は、圧入による供給等に比べて円滑な供給が可能になる。そのため、その下方に配された定量排出手段に固体原料６が適正な力で押し込まれ、定量排出手段７に供給されると、定量排出手段７からは常に固体原料を一定量ずつ送り出される。一方、液体原料８は、筒状体４の孔４ａから排出され、一定量を超えると、第１のホッパー５の排出口５ｃから貯蔵タンクＴｑに貯蔵される。貯蔵された液体原料は、第１のホッパー５に戻される供給経路Ｔ２により戻される。粉砕された浸漬大豆のように、その成分が水と混ざり合った液体を第１のホッパー５に戻すことができるようになっている。また、貯蔵タンクＴｑから磨砕装置１２に供給される経路Ｔ３を有し、粉砕された浸漬大豆のように、その成分が水と混ざり合った液体を第１のホッパー５に戻すことができるようになっている。
【００３８】
液中磨砕装置１２内では、前記固体原料６が磨砕部、すなわち固定砥石１１ａと回転砥石１１ｂの間で磨砕され、スラリー状になって排出口１３から定量ポンプＰｃによって排出される。
【００３９】
（磨砕システムＳ１）
図９は、原料供給装置１を使用した磨砕システムＳ１の第１の例を示すものである。前述の通り、原料供給装置１や液中磨砕装置１２の構成は図１に示すものと同様であり、原料供給装置１は筒状体４及び第１のホッパー５を備え、液中磨砕装置１２は固定砥石１１ａ及び回転砥石１１ｂを備える。また、原料供給装置１に原料６と８を供給する貯蔵タンクＴが配置され、供給経路Ｔｋを介して原料供給装置１に供給する。
【００４０】
液体原料８は、筒状体４の孔４ａから排出され、一定量を超えると、第１のホッパー５の排出口５ｃから貯蔵タンクＴｑに貯蔵される。貯蔵された液体原料は、第１のホッパー５に戻される供給経路Ｔ２と、磨砕装置１２に供給される経路Ｔ３を有する。この経路Ｔ３には、流量計ＦＴが設けられ、調節計ＦＩＣにおける演算結果に基づいて、適正なポンプ回転数となるように制御されて、液中磨砕装置１２に供給される。
【００４１】
原料供給装置１の定量排出手段７は、計量と制流機能のために容積式ポンプが使用され、液中磨砕装置１２の排出口１３の定量ポンプ（第３の定量ポンプ）Ｐｃも容積式である。これら２台のポンプに挟まれた部分の圧力に影響を及ぼすことから、２つの定量ポンプ７とＰｃに挟まれる区間の圧力を圧力発信器（ＰＴ）で検出し、その圧力が一定になるように圧力制御装置（ＰＩＣ）にて粉砕機出口の定量ポンプＰｃの回転数を制御している。また、粉砕水は濃度を一定にする為に、一定量供給する必要があり、貯蔵タンクＴｑに貯蔵された液体原料８の供給経路Ｔ３にて流量制御されたものを供給経路Ｔ３を介して液中磨砕装置１２に供給している。図９の例では、定量排出手段７から排出された固体原料６は液体原料８とともに液中磨砕装置１２に送り込まれる為、泡立つ心配がないとともに、定量排出手段７が制流装置と計量器が兼用しているのでコストを抑えられる利点を有する。
【００４２】
ここで、原料供給装置１の液体原料８の液面ｅ高さを制御する手段（水位制御手段）としては、上記液位センサー１０のほかに、前記液体原料８を排出する排出経路Ｔ１と、排出された液体原料８を貯蔵する貯蔵タンクＴｑと、貯蔵した液体原料８を供給する供給経路Ｔ２とからなる循環構造によっても液体原料８の供給量を制御できる。そして、循環構造によれば、固体原料６の成分が溶け出した液体原料８を再使用できる。
【００４３】
図１０は、磨砕システムＳ２の第２の例を示すものである。本例の磨砕システムＳ２は、定量排出手段７の排出口７ａに先細りの筒状排出口Ｓｒを配置して、筒状排出口Ｓｒの先端が第２のホッパーＢｔの液面ｅに接触するように配されている（図１（ｂ））。すなわち、第２のホッパーＢｔには、第２のホッパーＢｔに設けた液位センサ１０によって検知される液体原料８の液位ｅに基づいて、調節計ＬＩＣ及びインバータによって排出側の定量ポンプＰｃの回転数（流量）を制御し、第２のホッパーＢｔ内の液体原料８の液位ｅが一定に保たれるようにしている。したがって、第２のホッパーＢｔ内の液位ｅに連動して排出側の定量ポンプＰｃの排出量を調整することにより、定量ポンプＰｃの排出量が多すぎたり少なすぎたりして、第２のホッパーＢｔ内の液位が低下し過ぎたり、逆に第１のホッパー５から液体原料８が溢れ出すことを防止している。図１０の磨砕システムＳ２では、図９の磨砕システムＳ１と比較すると、第２のホッパーＢｔでの泡立ちが生じ得るが、先細りのシリコン樹脂製の筒状排出口Ｓｒにより、泡立ちが抑制される。また、計量部を有する定量排出手段７の回転は、磨砕装置側の定量ポンプ９とは独立しているので、他の制御系に影響を与えない。すなわち、大豆と水がそれぞれ所定量投入されたものを第１のホッパー５の液面ｅを維持するように液中磨砕機１２の出口１３のポンプＰｃの回転を制御しているだけで制御系としては非常に安定したものになる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の原料供給装置及びこれを装着した液中磨砕装置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の原料供給装置及びこれを装着した液中磨砕装置の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の原料供給装置の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の原料供給装置の一例を示す模式図である。
【図５】本発明の原料供給装置の一例を示す模式図である。
【図６】本発明の原料供給装置の一例を示す模式図である。
【図７】本発明の原料供給装置の一例を示す模式図である。
【図８】本発明の原料供給装置の一例を示す模式図である。
【図９】本発明の原料供給装置を使用した磨砕システムの一例を示す模式図である。
【図１０】本発明の原料供給装置を使用した磨砕システムの他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    原料供給装置（ホッパー）
４    筒状体（筒状の多孔筒状体）、４ａ  多孔、
５    第１のホッパー（ホッパー）、５ａ  排出口、
６    固体原料、
７    定量排出手段（第１の定量ポンプ、容積式ポンプ）、
８    液体原料、
９        定量ポンプ（第２の定量ポンプ）
１０    液位センサー（水位制御手段）、
１２    液中磨砕装置、１３  排出口、
Ｂｔ  第２のホッパー、
Ｐｃ    定量ポンプ（第３の定量ポンプ）、
Ｓｒ    筒状排出口（先細り形状の排出口）、
Ｔｃ    貯蔵タンク、
Ｔ１    排出経路、
Ｔ２    排出経路、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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