(57)【要約】【課題】逆流防止用の機械装置を介在させることなく、粉粒体を凝縮性気体へ投入することができ、かつ加熱効率が良好な加熱処理装置及び加熱処理方法を提供する。【解決手段】加熱処理装置１であって、粉粒体１０を供給する供給手段６と、供給手段６から粉粒体１０が投入される粉粒体投入部７と、供給手段６又は粉粒体投入部７に非凝縮性気体を吹き込む非凝縮性気体供給部２０、２３と、粉粒体１０と非凝縮性気体の混合物に凝縮性気体を吹き込む凝縮性気体供給部２６と、凝縮性気体によって粉粒体１０が加熱される加熱部８とを備え、粉粒体投入部７は、非凝縮性気体と混合された粉粒体１０が加熱部８に向けて、上方から下方に流動するように配置され、粉粒体１０は、加熱部８で、加圧した凝縮性気体の気流中に投入されて加熱処理される。【選択図】図１
2015100275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を凝縮性気体の気流中に投入して加熱処理する加熱処理装置であって、
前記粉粒体を供給する供給手段と、
前記供給手段から前記粉粒体が投入される粉粒体投入部と、
前記供給手段又は前記粉粒体投入部に非凝縮性気体を吹き込む非凝縮性気体供給部と、
前記粉粒体と前記非凝縮性気体の混合物に凝縮性気体を吹き込む凝縮性気体供給部と、
前記凝縮性気体によって前記粉粒体が加熱される加熱部とを備え、
前記粉粒体投入部は、前記非凝縮性気体と混合された前記粉粒体が前記加熱部に向けて、上方から下方に流動するように配置され、
前記粉粒体は、前記加熱部で、加圧した前記凝縮性気体の気流中に投入されて加熱処理されることを特徴とする加熱処理装置。
【請求項２】
粉粒体を凝縮性気体の気流中に投入して加熱処理する加熱処理方法であって、
前記粉粒体を供給する供給手段と、
前記供給手段から前記粉粒体が投入される粉粒体投入部と、
凝縮性気体によって前記粉粒体が加熱される加熱部とを備え、
前記供給手段又は前記粉粒体投入部に非凝縮性気体を吹き込み、
前記粉粒体投入部を、前記非凝縮性気体と混合された前記粉粒体が前記加熱部に向けて、上方から下方に流動するように配置し、
前記粉粒体を、前記加熱部で、加圧した前記凝縮性気体の気流中に投入して加熱処理することを特徴とする加熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝縮性気体を用いて粉粒体を加熱して殺菌又は変性する加熱処理装置及び加熱処理方法に関し、より詳しくは、粉粒体の加熱部への投入構造及び投入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加圧した凝縮性気体の気流中に粉粒体を投入し、これを加熱して殺菌処理する加熱処理装置が知られている（例えば下記特許文献１〜４参照）。このような加熱処理装置においては、粉粒体の供給元と粉粒体を加熱する加熱部との間には圧力差があるため、凝縮性気体の吹き上げを防止する必要がある。すなわち、凝縮性気体が吹き上げると、粉粒体の加熱部への投入が妨げられることに加え、粉粒体が湿気る原因にもなる。
【０００３】
特許文献１及び特許文献３の加熱処理装置では、過熱水蒸気を駆動源とするエゼクタにより吸引された粉粒体が凝縮性気体中に投入される。この構成では、粉粒体がエゼクタにより吸引されるので、吹き上げが生じない。
【０００４】
特許文献２の加熱処理装置では、ホッパーからの粉粒体を投入装置を介して下方向に落とし、粉粒体を過熱水蒸気の気流中に投入する。この構成では、投入装置として、例えば気密性の高いロータリーバルブを用いれば、ロータリーバルブを介して粉粒体が過熱水蒸気の気流中に投入されるので、吹き上げが生じない。
【０００５】
特許文献４の加熱処理装置では、粉粒体を加圧された非凝縮性気体に供給した後、この非凝縮性気体により粉粒体を横方向に輸送して、粉粒体を非凝縮性気体と水蒸気の加熱加圧混合気体の気流中に投入する。この構成では、粉粒体は加圧された非凝縮性気体とともに、加熱加圧混合気体の気流中に投入されるので、吹き上げが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４４９９１８４号公報
【特許文献２】特公昭６３−５０９８４号公報
【特許文献３】特開２０００−１５７６１５号公報
【特許文献４】特開２０００−２４０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１〜４の各構成では、粉粒体の吹き上げは防止できるが、以下のような問題があった。特許文献１及び３の加熱処理装置で使用されているエゼクタは、圧力差による吸引効果を発揮させるものであり、圧力設定や配置の自由度が低いため、装置の形状や加熱処理の条件が限られてしまう。また、エゼクタを使用する構成では、処理量が少なくなる。
【０００８】
特許文献２の加熱処理装置のように、投入装置を使用する構成では、投入装置に凝縮性気体が触れると温度差により結露が生じる。例えば、投入装置としてロータリーバルブを用いた場合、凝縮性気体によってローターが温められた後に粉粒体がローターのマスに入ってローターが冷えて結露が生じ、冷えたローターに再び凝縮性気体が触れると温度差により結露が生じる。結露により粉粒体はローターに付着する塊となり、これが粉粒体中に混入したり、付着によりローターのマスの容量が小さくなって、処理量が減少してしまう。ローターを加熱するヒーターを使用したとしても、粉粒体と凝縮性気体が触れる構成では結露が生じてしまう。また、とうがらし等の粉粒体の種類によっては、長時間の付着や揮発した成分によりローターが腐食する場合がある。さらに、洗浄も困難である。
【０００９】
特許文献４の加熱処理装置は、粉粒体を加熱加圧混合気体の気流中に投入するには、粉粒体を輸送する必要がある。このため、特許文献４の図１のように粉粒体を横方向に輸送するには、非凝縮性気体の使用量の設定の際、粉粒体を横方向に押し流す力を加える必要があり、非凝縮性気体の使用量が多くなる。非凝縮性気体は、非凝縮性気体と水蒸気の加熱加圧混合気体の気流中に投入されるので、加熱時の加熱加圧混合気体における非凝縮性気体の比率が増え、加熱効率が低下してしまう。また、粉粒体と非凝縮性気体を横方向から非凝縮性気体と水蒸気の加熱加圧混合気体の気流中に投入するため、管側面へ粉粒体が衝突して気流が乱れ、吹き上げ易くなってしまう。
【００１０】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するためのものであり、逆流防止用の機械装置を介在させることなく、粉粒体を凝縮性気体の気流中に投入することができ、かつ加熱効率が良好な加熱処理装置及び加熱処理方法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】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の加熱処理装置は、粉粒体を凝縮性気体の気流中に投入して加熱処理する加熱処理装置であって、前記粉粒体を供給する供給手段と、前記供給手段から前記粉粒体が投入される粉粒体投入部と、前記供給手段又は前記粉粒体投入部に非凝縮性気体を吹き込む非凝縮性気体供給部と、前記粉粒体と前記非凝縮性気体の混合物に凝縮性気体を吹き込む凝縮性気体供給部と、前記凝縮性気体によって前記粉粒体が加熱される加熱部とを備え、前記粉粒体投入部は、前記非凝縮性気体と混合された前記粉粒体が前記加熱部に向けて、上方から下方に流動するように配置され、前記粉粒体は、前記加熱部で、加圧した前記凝縮性気体の気流中に投入されて加熱処理されることを特徴とする。
【００１２】
本発明の加熱処理方法は、粉粒体を凝縮性気体の気流中に投入して加熱処理する加熱処理方法であって、前記粉粒体を供給する供給手段と、前記供給手段から前記粉粒体が投入される粉粒体投入部と、凝縮性気体によって前記粉粒体が加熱される加熱部とを備え、前記供給手段又は前記粉粒体投入部に非凝縮性気体を吹き込み、前記粉粒体投入部を、前記非凝縮性気体と混合された前記粉粒体が前記加熱部に向けて、上方から下方に流動するように配置し、前記粉粒体を、前記加熱部で、加圧した前記凝縮性気体の気流中に投入して加熱処理することを特徴とする。
【００１３】
前記本発明の加熱処理装置及び加熱処理方法によれば、供給手段又は粉粒体投入部は、非凝縮性気体が吹き込まれるので、凝縮性気体の吹き上げを防止しながら、粉粒体を加熱部に投入することができる。このことにより、逆流防止用の機械装置は必須ではなくなり、装置の構造を簡素化でき、装置の大型化を防止できるとともに、耐久性が高まり、洗浄性も良好になる。さらに、この構成は、粉粒体を加圧された加熱部へ投入するのに適している。例えば、供給手段の上流側及び下流側にバルブを設けた構成にすれば、上流側のバルブ及び下流側のバルブを閉じた状態で、非凝縮性気体を供給して供給手段内を粉粒体投入部と同等の圧力まで加圧後、下流側のバルブを開いて供給手段を半密閉状態にすることにより、粉粒体を加圧された加熱部へ投入するのにより有利になる。
【００１４】
また、粉粒体投入部は、非凝縮性気体と混合された粉粒体が加熱部に向けて、上方から下方に流動するように配置されているので、重力により粉粒体が送られる。すなわち、本発明では、非凝縮性気体の使用量を抑えることができ、加熱部における非凝縮性気体の比率を抑えることができるので、加熱効率の低下を防止できる。さらに、粉粒体が凝縮性気体の気流中に投入される際、上方から下方に一定方向へ流動するため気流が乱れにくく、凝縮性気体の吹き上げが抑えられるので凝縮性気体の供給手段への吹き上げ防止の効果がより高まる。
【００１５】
本発明の加熱処理方法においては、非凝縮性気体と凝縮性気体の質量流量の合計のうち、凝縮性気体の割合は、特に限定されないが、６５．００〜９９．９７％の範囲内が好ましい。この数値範囲によれば、加熱効率の低下を最小限に抑えることができるとともに、凝縮性気体の吹き上げ防止に有利になり、あわせて連続的な加熱処理にも有利になる。すなわち、凝縮性気体の割合を６５．００％以上とすることにより、加熱効率の確保に有利になる。一方、凝縮性気体の割合を９９．９７％以下とすることにより、非凝縮性気体の割合を確保し、凝縮性気体の吹き上げ防止に有利になるとともに、粉粒体が湿気て固まる「だま」になることを防止でき、連続的な加熱処理にも有利になる。非凝縮性気体の割合が０．０３％であっても、この非凝縮性気体は、粉粒体の供給手段又は粉粒体投入部に元々に残存する空気とともに流動するので、凝縮性気体の吹き上げが防止され、粉粒体が湿気ることも防止される。また、非凝縮性気体と凝縮性気体が混合されたものは、凝縮性気体になる。具体的には、非凝縮性気体と凝縮性気体の境界面は、非凝縮性気体が凝縮性気体にゆっくり混ざり合い、凝縮性気体となっていく。非凝縮性気体の供給量が０．０３％以上あれば、境界面の位置が維持できる。しかし、それ未満だと、非凝縮性気体が混ざり合う量の方が多く、境界面が徐々に上がって供給手段が結露する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、供給手段又は粉粒体投入部は、非凝縮性気体が吹き込まれるので、凝縮性気体の吹き上げを防止しながら、粉粒体を加熱部に投入することができる。このことにより、逆流防止用の機械装置は必須ではなくなり、装置の構造を簡素化でき、装置の大型化を防止できるとともに、耐久性が高まり、洗浄性も良好になる。
【００１７】
また、粉粒体投入部は、非凝縮性気体と混合された粉粒体が加熱部に向けて、上方から下方に流動するように配置されているので、重力により粉粒体が送られる。すなわち、本発明では、非凝縮性気体の使用量を抑えることができ、加熱部における非凝縮性気体の比率を抑えることができるので、加熱効率の低下を防止できる。さらに、粉粒体が凝縮性気体の気流中に投入される際、上方から下方に一定方向へ流動するため気流が乱れにくく、凝縮性気体の吹き上げが抑えられるので凝縮性気体の供給手段への吹き上げ防止の効果がより高まる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る加熱処理装置の概略構成図。
【図２】本発明の一実施形態に係る加熱処理装置の第２の例を示す模式図。
【図３】本発明の一実施形態に係る加熱処理装置の第３の例を示す模式図。
【図４】本発明の一実施形態に係る加熱処理装置の第４の例を示す模式図。
【図５】本発明の一実施形態に係る加熱処理装置の加熱部に攪拌部及び減速部を設けた構成を示す概略構成図。
【図６】本発明の一実施形態に係る加熱処理装置の加熱部に攪拌部及び減速部を設けた別の構成を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る加熱処理装置１の概略構成図である。加熱処理装置１は、粉粒体１０を加熱処理して殺菌又は変性するための装置である。加熱処理の対象物である粉粒体１０の種類は特に限定されず、例えば、小麦粉、米粉等の穀物粉、海藻粉、魚粉、野菜粉、野菜チップ粉、茶葉粉末、胡椒等の香辛料粉末、各種添加物の粉末、医薬品粉末、化粧品粉末、各種飼料の粉末が挙げられる。
【００２０】
図１に示した加熱処理装置１は、上流側から順に、投下筒２、ホッパー３、粉粒体１０の供給手段６、粉粒体投入部７、加熱部８が配置されている。投下筒２に向けて粉粒体１０が投下（矢印ａ）されると、粉粒体１０は、貯留部であるホッパー３内に充填される。供給手段６には、非凝縮性気体供給部２０が接続されている。非凝縮性気体供給部２０は、非凝縮性気体の供給管２１と非凝縮性気体の供給源２２を備えている。
【００２１】
投下筒２は、粉粒体１０を加熱処理装置１内に受け入れる構成の一例であり、他の構成であってもよい。供給手段６の上流側には上部バルブ４が配置され、供給手段６の下流側には下部バルブ５が配置されている。上部バルブ４及び下部バルブ５はいずれも、粉粒体１０の流路を開閉する機構を有している。この構成によれば、上部バルブ４を閉じ、下部バルブ５を開くことにより、粉粒体１０の流路を半密閉状態にすることができる。ホッパー３から粉粒体１０を供給手段６に投下する際には、上部バルブ４が開き、下部バルブ５は閉じている。
【００２２】
供給手段６への粉粒体１０の投下が完了すると、上部バルブ４を閉じ、すなわち上部バルブ４及び下部バルブ５を閉じた状態で、非凝縮性気体供給部２０から非凝縮性気体が供給手段６内に供給され、供給手段６内が粉粒体投入部７と同等の圧力まで加圧される。この状態で、下部バルブ５が開き、供給手段６内の粉粒体１０は、非凝縮性気体供給部２０からの非凝縮性気体とともに、粉粒体投入部７に供給される。非凝縮性気体は、例えば、空気、酸素、窒素、二酸化炭素であり、これらの成分を含む混合ガスであってもよい。
【００２３】
供給手段６は、粉粒体１０を次工程に向けて供給できるものであればよく、例えば、スクリューフィーダー、テーブルフィーダー、ロータリーフィーダーを用いることができ、ホッパーを用いてもよい。スクリューフィーダーは、螺旋状のスクリューを回転させて、粉粒体１０を排出する機構である。テーブルフィーダーは、テーブル上の粉粒体１０をテーブルの回転により排出する機構である。ホッパーは回転羽根を設けて排出する機構である。流動性の高い粉粒体の場合には、回転羽根を設けず排出口の開度調整のみでも定量を排出してもよい。いずれの機構においても、スクリューやテーブルの回転速度、排出口の開度を調整することにより、粉粒体１０の供給量を調整できる。供給手段６は、複数組合せてもよい。この構成であっても、供給手段６の内、少なくとも１つに非凝縮性気体供給部２０と、バルブ等で構成される脱圧機構を設け、且つ上部バルブ４及び下部バルブ５を設ければ半密閉状態を実現でき、加圧下に粉粒体１０を供給できる。
【００２４】
また、供給手段６として、気密性のある供給手段、例えばロータリーバルブを用いてもよい。この場合は、供給手段６に設ける非凝縮性気体供給部２０や脱圧機構、上部バルブ４及び下部バルブ５は省くことができる。さらに供給手段６は、例えば、テーブルフィーダーとロータリーバルブの組合せなど、複数の供給手段を組合せてもよい。後に説明するように、本実施形態に係る加熱処理装置１は、ロータリーバルブを使用することなく、加熱処理できる構成であるが、ロータリーバルブは、供給手段６に、非凝縮性気体供給部２０、脱圧機構、上部バルブ４及び下部バルブ５を設けた構成と同等の機能を発揮するので、後に説明するように、粉粒体投入部７に非凝縮性気体供給部２３を設ければ、ロータリーバルブの使用も可能になる。本実施形態に係る加熱処理装置１は、非凝縮性気体により凝縮性気体の吹き上げが防止されるので、ロータリーバルブを使用しても、凝縮性気体がローターに触れることはない。そのためローターに結露が生じず、ローターへの粉粒体１０の付着を防止できる。
【００２５】
供給手段６に、粉粒体１０を補充する際には、下部バルブ５を閉じ、脱圧機構により供給手段６内を脱圧し、上部バルブ４を開き、ホッパー３からの新たな粉粒体１０を投入する。
【００２６】
粉粒体投入部７は、供給手段６から供給された粉粒体１０を加熱部８へ投入する部分である。粉粒体投入部７には、非凝縮性気体供給部２３が接続されている。非凝縮性気体供給部２３は、非凝縮性気体の供給管２４と非凝縮性気体の供給源２５を備えている。非凝縮性気体の供給部２３からの非凝縮性気体は、粉粒体投入部７に供給される。この非凝縮性気体に、粉粒体１０が混合される。非凝縮性気体の種類は、前記の非凝縮性気体供給部２０から供給される非凝縮性気体と同様である。
【００２７】
図１では、粉粒体投入部７は垂直方向に配置されているが、これに限るものではなく、粉粒体１０が上方から下方に流動できる程度に傾斜した配置であってもよい。また、断面形状は円形に限るものではない。さらに、単体で構成したものに限るものではなく、フランジやヘルール等の継ぎ目があってもよい。
【００２８】
非凝縮性気体供給部２３の下流側には、凝縮性気体供給部２６が接続されている。凝縮性気体供給部２６は、凝縮性気体の供給管２７と凝縮性気体の供給源２８を備えている。凝縮性気体は、例えば水蒸気、各種溶剤の蒸気であり、水蒸気は、飽和水蒸気、過熱水蒸気のいずれでもよい。
【００２９】
凝縮性気体供給部２６からの凝縮性気体は、加熱部８へ吹き込まれる。加熱部８は、粉粒体１０が凝縮性気体によって加熱される部分である。加熱部８内には、加圧した凝縮性気体の気流が形成される。この気流中に、非凝縮性気体供給部２０及び非凝縮性気体供給部２３からの非凝縮性気体とともに、粉粒体１０が投入される。
【００３０】
加熱部８において、凝縮性気体により粉粒体１０が、加熱処理される。すなわち、粉粒体１０と凝縮性気体との温度差により、粉粒体１０の表面が結露し、粉粒体１０が加熱される。粉粒体１０がサイクロン１１内に供給されると、サイクロン１１内で凝縮性気体と粉粒体１０とが分離される。凝縮性気体は排気路１２を経て排気され、凝縮性気体から分離された粉粒体１０は、回収路１３を経て回収される。
【００３１】
加熱部８内では、凝縮性気体とともに非凝縮性気体が流動するので、非凝縮性気体の温度に応じて、粉粒体１０の加熱の態様が異なる。凝縮性気体の結露が問題とならない原料（例えば、脱脂大豆等の粉粒体）の場合、非凝縮性気体の温度は常温でもよい。凝縮性気体の結露を抑えて加熱したい原料（例えば、吸水により粘着性が出る粉粒体）の場合は、非凝縮性気体をあらかじめ加熱しておくとよい。
【００３２】
図１では、加熱部８は、管状部分に加えサイクロン１１を含んでいるが、サイクロン１１は加熱部８としては用いず、凝縮性気体と粉粒体１０との分離専用としてもよい。この場合、加熱部８とサイクロン１１との間の管状部分に送風機からの冷却風が送風される冷却部としてもよい。これらは、後に説明する図２〜４においても同様である。
【００３３】
また、図１では、加熱部８の管状部分は縦方向（垂直方向）に配置された部分を含んでいるが、これに限るものではなく、後に説明する図３及び図４のように加熱部８の管状部分を横方向（水平方向）に配置したものであってもよい。また、加熱部８の断面形状は円形に限るものではない。さらに、加熱部８の管状部分は単体で構成したものに限るものではなく、フランジやヘルール等の継ぎ目があってもよい。
【００３４】
本実施形態では、供給手段６又は粉粒体投入部７は、非凝縮性気体が吹き込まれるので、凝縮性気体の吹き上げを防止しながら、粉粒体１０を加熱部８に投入することができる。このことにより、本実施形態では、ロータリーバルブなどの逆流防止を目的とした機械装置は必須ではなくなる。このため、装置の構造を簡素化でき、装置の大型化を防止できるとともに、耐久性が高まり、洗浄性も良好になる。さらに、本実施形態のように、上部バルブ４及び下部バルブ５を設けた構成にすれば、粉粒体１０を粉粒体投入部７へ供給する際には、上部バルブ４を閉じ下部バルブ５を開くようにすることにより、粉粒体１０を加圧された加熱部８へ供給するのにより有利になる。
【００３５】
さらに、本実施形態では、粉粒体投入部７は、非凝縮性気体と混合された粉粒体１０が加熱部８に向けて、上方から下方に流動するように配置されている。この配置によれば、重力により粉粒体が送られる。すなわち、前記のとおり、本実施形態では、非凝縮性気体は、粉粒体１０を凝縮性気体の気流中に投入するために用いているが、その使用量を抑えることができる。このことにより、加熱部８における非凝縮性気体の比率を抑えることができ、加熱効率の低下を防止できる。さらに、粉粒体１０が凝縮性気体の気流中に投入される際、上方から下方に一定方向へ流動するため気流が乱れにくく、凝縮性気体の吹き上げが抑えられるので、凝縮性気体の供給手段６への吹き上げ防止の効果がより高まる。
【００３６】
次に、非凝縮性気体と凝縮性気体の質量流量比について説明する。前記のとおり、非凝縮性気体を用いることにより凝縮性気体の吹き上げが防止されるが、加熱効率を高める観点からは、非凝縮性気体の使用量は抑えることが好ましい。すなわち、加熱部８において、非凝縮性気体の比率が大きくなると、凝縮性気体が粉粒体１０に接触するのを非凝縮性気体が妨げてしまい、粉粒体１０の加熱に不利になる。一方、加熱部８において、凝縮性気体の比率が大きくなると、凝縮性気体の吹き上げ防止に不利になる。このことから、非凝縮性気体と凝縮性気体の質量流量の合計のうち、凝縮性気体の割合を６５.００〜９９．９７％の範囲内とすることが好ましい。この数値範囲内であれば、加熱効率の低下を最小限に抑えることができるとともに、凝縮性気体の吹き上げ防止に有利になり、あわせて連続的な加熱処理にも有利になる。すなわち、凝縮性気体の割合を６５.００％以上とすることにより、加熱効率の確保に有利になる。一方、凝縮性気体の割合を９９．９７％以下とすることにより、非凝縮性気体の割合を確保し、凝縮性気体の吹き上げ防止に有利になるとともに、粉粒体１０が湿気て固まる「だま」になることを防止でき、連続的な加熱処理にも有利になる。非凝縮性気体の割合が０．０３％であっても、この非凝縮性気体は、粉粒体１０の供給手段６又は粉粒体投入部７に元々に残存する空気とともに流動するので、凝縮性気体の吹き上げが防止され、粉粒体１０が湿気ることも防止される。また、非凝縮性気体と凝縮性気体が混合されたものは、凝縮性気体になる。具体的には、非凝縮性気体と凝縮性気体の境界面は、非凝縮性気体が凝縮性気体にゆっくり混ざり合い、凝縮性気体となっていく。非凝縮性気体の供給量が０．０３％以上あれば、境界面の位置が維持できる。しかし、それ未満だと、非凝縮性気体が混ざり合う量の方が多く、境界面が徐々に上がって供給手段が結露する。
【００３７】
以下、本実施形態の各種変形例について説明する。図２は、本実施形態の第２の例を示す模式図である。図２の加熱処理装置１は、図１に比べ簡略化して図示しているが、基本的な構成は図１の加熱処理装置１と同様である。このため、図１と同一構成のものには、同一番号を付して、その説明は省略する。このことは、図３〜４についても同様である。図１の構成では、供給手段６が１つであるが、図２の構成では、２つ設置し、２つ目の供給手段６の上流に非凝縮性気体供給部２０’が接続されている。非凝縮性気体供給部２０’は、非凝縮性気体の供給管２１’と非凝縮性気体の供給源２２’を備えている。また、粉粒体投入部７には非凝縮性気体供給部２３を接続せず、非凝縮性気体供給部２０’によって供給手段６を経て粉粒体投入部７に非凝縮性気体を吹き込んでいる。本実施形態では、実質的に粉粒体投入部７に非凝縮性気体を吹き込むことができればよく、これ以外に、非凝縮性気体供給部の配置位置や個数の制限はない。
【００３８】
図３は、本実施形態の第３の例を示す模式図である。図１〜図２の構成は、加熱部８の管状部分は縦方向に配置された部分を含んでいるが、図３の構成は、加熱部８の管状部分を横方向に配置している点が図１の構成と異なっている。図４は、本実施形態の第４の例を示す模式図である。本図の構成は、加熱部８の管状部分を横方向に配置している点が図２の構成と異なっている。
【００３９】
以上のように、本実施形態においては、実質的に粉粒体投入部７に非凝縮性気体を吹き込むことができればよく、これ以外に、非凝縮性気体供給部の配置位置や個数の制限はない。また、加熱部８の配置方向も限定されない。
【００４０】
また、図１〜４の構成では、凝縮性気体供給部２６が一つであるが、個数は限定されない。さらに、凝縮性気体供給部２６は、非凝縮性気体供給部の下流に配置されていればよく、これ以外の配置位置の制限はない。
【００４１】
加熱部８は、以下に説明するように、攪拌部や減速部を設けた構成としてもよい。加熱部８において、粉粒体１０を攪拌することにより、粉粒体１０の均一な加熱効果が高まる。また、加熱部８において、流速を減速させることにより、加熱部８における滞留時間を確保し、加熱部８の長さを短くすることができる。
【００４２】
図５及び図６は、加熱部８に攪拌部１４及び減速部１５を設けた構成を示す概略構成図である。流体は速度が速くなることで乱流が起こり、攪拌される。粉粒体１０を攪拌すると均一に加熱することができるため、加熱処理のむらを防止できる。図５の加熱部８においては、下流側に向かうにつれて直径を狭くした加速部１６を設け、加速部１６の下流側に攪拌部１４を設けている。攪拌部１４においては、加速部１６で流速が増した粉粒体１０が流動し粉粒体１０が攪拌され、均一な加熱効果が高まる。
【００４３】
攪拌効率上、流速は５０ｍ／秒以上が好ましい。図５の構成では、加熱部８の入り口付近の流速が遅い場合（５０ｍ／秒未満）であっても、加速部１６で流速が増し、攪拌部１４における流速を５０ｍ／秒以上とすることができる。一方、加熱部８の入り口付近で５０ｍ／秒以上の流速が確保されていれば、加速部１６を設けていなくても、攪拌効果が得られる。図６の構成では加速部１６を設けていないが、符号１４を付した部分は、実質的には攪拌部としての役割を果たす。また、図５の構成において、加熱部８の入り口付近において、５０ｍ／秒以上の流速が確保されていても、加速部１６においてさらに流速が増すことにより、攪拌効果がより高まる。
【００４４】
図５及び図６の構成はいずれも、加熱部８に減速部１５を設けている。前記のとおり、攪拌効率上、流速は５０ｍ／秒以上が好ましいが、流速を速めると加熱部８における滞留時間が短くなる。このため、加熱効果を確保するためには、加熱部８を長くする必要がある。図５及び図６の構成では、下流側に向かうにつれて、加熱部８の直径を、徐々に大きくした減速部１５を設けている。減速部１５を設けたことにより、滞留時間を確保できるので、加熱部８が短くなり、装置の大型化を防止することができる。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例を参照しながら、本実施形態についてさらに具体的に説明する。実施例１は、図１に示した加熱処理装置１と同様の構成であり、粉粒体投入部７及び加熱部８が縦型配置の構成である。実施例２は、図３に示した加熱処理装置１と同様の構成であり、粉粒体投入部７が縦型配置で加熱部８が横型配置の構成である。実施例１及び実施例２の運転条件は同じであり、次のとおりである。
粉粒体：小麦粉（添加菌数：１．４×１０４ｃｆｕ／ｇ）
処理量  １００ｋｇ／ｈ
運転時間：１時間
非凝縮性気体：空気
（温度２００℃、質量流量１３ｋｇ／ｈ）
凝縮性気体：過熱水蒸気
（温度２１０℃、圧力０．４ＭＰａ、質量流量８０ｋｇ／ｈ）
空気と過熱水蒸気の質量流量の合計のうち、過熱水蒸気の割合：８６％
【００４６】
実施例１及び実施例２のいずれについても、運転中の小麦粉の流れは、スムーズであった。運転終了後、供給手段６及び粉粒体投入部７の内側を確認したところ、小麦粉の付着がなく、過熱水蒸気が吹き上げていなかったことが確認できた。
【００４７】
加熱効率を確認するため、加熱処理後の小麦粉の菌数を測定した。１０点サンプリングしたところ、前記のとおり、加熱処理前の菌数が１．４×１０４ｃｆｕ／ｇであったのに対し、実施例１及び実施例２のいずれについても、加熱処理後の平均菌数は１０２ｃｆｕ／ｇ未満であった。また、菌数のばらつきはほとんどなかった。すなわち、実施例１及び実施例２のいずれについても、均一な加熱処理が実現できることが確認できた。
【００４８】
（比較例）
前記各実施例とあわせて比較例１及び比較例２の運転確認も行った。前記各実施例と比較例１とでは、粉粒体投入部７の配置が異なっている。前記各実施例は粉粒体投入部７が縦型配置であるのに対し、比較例１は横型配置である。比較例２は、実施例１に対し、非凝縮性気体供給部２０及び非凝縮性気体供給部２３による非凝縮性気体の供給を停止して運転したものである。比較例１の運転条件は下記のとおりとし、他の条件は前記各実施例と同じにした。
空気（非凝縮性気体）質量流量６８ｋｇ／ｈ
過熱水蒸気（凝縮性気体）質量流量８３ｋｇ／ｈ
空気と過熱水蒸気の質量流量の合計のうち、過熱水蒸気の割合：５５％
【００４９】
加熱効率の評価方法は、前記各実施例と同じであり、加熱処理後の小麦粉の菌数を１０点サンプリングした。加熱処理前の菌数が１．４×１０４ｃｆｕ／ｇであったのに対し、加熱処理後の平均菌数は２．８×１０３ｃｆｕ／ｇ未満であった。また、菌数のばらつきがあった。したがって、比較例１は前記各実施例に比べ、加熱効率が低下した。この原因として、比較例１は粉粒体投入部７を横型配置としたため、小麦粉の搬送のために、空気量を増やしたことが挙げられる。すなわち、比較例１は前記各実施例に比べ加熱効率が低下したのは、加熱部における空気の比率が増えたことによるものと考えられる。
【００５０】
比較例２の運転条件は下記のとおりとし、他の条件は前記比較例１と同じにした。
空気（非凝縮性気体）質量流量０ｋｇ／ｈ
過熱水蒸気（凝縮性気体）質量流量８２ｋｇ／ｈ
空気と過熱水蒸気の質量流量の合計のうち、過熱水蒸気の割合：１００％
【００５１】
比較例２では、５分間、加熱処理した時点で小麦粉が回収路１３から出なくなったため、運転を中止した。供給手段６を分解すると、小麦粉が湿気て固まる「だま」になり、粉粒体投入部７で詰まっていた。加熱処理した小麦粉の菌数を測定した結果、１００ｃｆｕ/ｇ未満でばらつきはなかった。つまり、凝縮性気体の割合を１００％にする構成は、有効な加熱処理は可能ではあるが、短時間に限られてしまい、連続運転ができず実用には適していないことが分かった。
【符号の説明】
【００５２】
１  加熱処理装置
２  投下筒
３  ホッパー
６  供給手段
７  粉粒体投入部
８  加熱部
１０  粉粒体
１１  サイクロン
２０，２３  非凝縮性気体供給部
２６  凝縮性気体供給部
【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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