(57)【要約】【課題】  ろう剤や樹脂製接着剤を用いなくても、高い圧力の食品が接する部分にセラミックス製部材が密着する均質バルブシートを提供する。【解決手段】  本発明の均質バルブシートは、直径がＤｏｓの一方の開口部２２ａから直径がＤｉｓの他方の開口部２２ｂに向かって縮径し、各開口部２２ａ，２２ｂの直径が０．２５＜Ｄｉｓ／Ｄｏｓ＜１．００の関係にある貫通孔２１が形成された金属製のシート本体２０と、シート本体２０の貫通孔２１に挿入され、その表面に沿った形状を有して貫通孔表面を被覆するセラミックス製の被覆スリーブ３０とを有することを特徴とする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直径がＤｏｓの一方の開口部から直径がＤｉｓの他方の開口部に向かって縮径し、各開口部の直径が０．２５＜Ｄｉｓ／Ｄｏｓ＜１．００の関係にある貫通孔が形成された金属製のシート本体と、
シート本体の貫通孔に挿入され、その表面に沿った形状を有して貫通孔表面を被覆するセラミックス製の被覆スリーブとを有することを特徴とする均質バルブシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エマルジョン等を含む食品を破砕して均質化する均質バルブに具備される均質バルブシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
エマルジョン等を含む食品などにおいては、品質を均一にするために、均質バルブを備えたホモジナイザによりエマルジョン等を粉砕処理することがある（例えば、特許文献１参照）。ここで、均質バルブとは、金属製の均質バルブ本体と金属製の均質バルブシートとを具備するものである。この均質バルブにおいては、処理効率を高めるために処理する食品の供給圧力を１００ＭＰａ以上の高圧にすることがあるが、その場合には、金属製の均質バルブが摩耗することがあった。特に、供給圧力がそのままかかる均質バルブシートは摩耗が激しく、寿命が短いという問題があった。
そこで、均質バルブシートの材質を耐摩耗性に優れたセラミックスにすることが考えられる。しかし、セラミックスは金属に比べて耐衝撃性が低いため、均質バルブシートをセラミックス製にした場合には、取り扱い時またはホモジナイザの不具合により衝撃が与えられた際に破損してしまうおそれがあった。
これらの問題を解決するために、金属製均質バルブシートにおいて、食品に接する部分をセラミックス製部材で被覆することが考えられる。金属製部材とセラミックス製部材とを一体化する方法としては、例えば、ろう剤あるいは樹脂系接着剤により接合する方法が一般的である。
【特許文献１】特開２００３−１９０７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ろう剤や樹脂製接着剤の中には、食品に直接接触する場所に使用できない物質が含まれる場合がある。したがって、金属製均質バルブシートにおいて、ろう剤や樹脂製接着剤を用いずに、高い圧力の食品が接する部分にセラミックス製部材が密着するものが望まれていた。
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、ろう剤や樹脂製接着剤を用いなくても、高い圧力の食品が接する部分にセラミックス製部材が密着する均質バルブシート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】
【０００４】
本発明の均質バルブシートは、直径がＤｏｓの一方の開口部から直径がＤｉｓの他方の開口部に向かって縮径し、各開口部の直径が０．２５＜Ｄｉｓ／Ｄｏｓ＜１．００の関係にある貫通孔が形成された金属製のシート本体と、
シート本体の貫通孔に挿入され、その表面に沿った形状を有して貫通孔表面を被覆するセラミックス製の被覆スリーブとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の均質バルブシートでは、ろう剤や樹脂製接着剤を用いなくても、高い圧力の食品が接する部分にセラミックス製部材が密着する。そして、高い圧力の食品が接する部分にセラミックス製部材が密着するので、粉砕処理の効率を高めるために食品の供給圧力を１００ＭＰａ以上にしても摩耗しにくい。したがって、均質バルブシートの寿命を延ばすことができる。また、均質バルブシートのシート本体が金属製であるから、取り扱い時またはホモジナイザの不具合により衝撃が与えられた際でも破損しにくく、取り扱い性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の均質バルブシートの一実施形態例について図面を参照して説明する。
図１に、本実施形態例の均質バルブシートを示す。この均質バルブシート１０は、断面が円形であり、貫通孔２１が形成された金属製のシート本体２０と、シート本体２０の貫通孔２１に挿入されたセラミックス製の被覆スリーブ３０とを有するものである。
ここで、シート本体２０の貫通孔２１は、図２に示すように、直径がＤｏｓの一方の開口部２２ａから直径がＤｉｓの他方の開口部２２ｂに向かって縮径しており、各開口部２２ａ，２２ｂの直径Ｄｏｓ，Ｄｉｓが０．２５＜Ｄｉｓ／Ｄｏｓ＜１．００の関係にある。Ｄｉｓ／Ｄｏｓが０．２５より大きければ開口部２２ａの直径を必要以上に長くしなくてもよいから実用的である。なお、貫通孔２１は、開口部２２ｂに向かって縮径しているから、Ｄｉｓ／Ｄｏｓが１．００未満であることは必然である。
【０００７】
被覆スリーブ３０は、シート本体の貫通孔の表面に沿った形状を有して貫通孔表面を被覆する筒状体である。すなわち、被覆スリーブ３０は、図３に示すように、シート本体の貫通孔を被覆するものであるから、被覆スリーブ３０にも貫通孔３１が形成されている。
被覆スリーブ３０をなすセラミックスとしては、例えば、ジルコニアなどが挙げられる。
【０００８】
上述した均質バルブシート１０は、均質バルブ本体と組み合わされて均質バルブを構成する。
図４に、均質バルブシート１０を具備した均質バルブの一例を示す。この均質バルブ１は、均質バルブシート１０と、食品衝突面４１を有する金属製の均質バルブ本体４０とを具備するものである。そして、この均質バルブ１においては、均質バルブシート１０の開口部２２ｂが均質バルブ本体４０の食品衝突面４１に対向しつつ、食品の流路となる間隙５０が形成されるように、均質バルブシート１０と均質バルブ本体４０とが配置されている。
【０００９】
上述した均質バルブを用いて、エマルジョンを含む食品の一種である牛乳を粉砕処理する例について説明する。
この粉砕処理では、まず、ポンプなどにより開口部２２ａから均質バルブシート１０の貫通孔２１内に牛乳を供給する。被覆スリーブ３０の貫通孔３１を通過した牛乳は開口部２２ｂから吐出した後、均質バルブ本体４０の食品衝突面４１に衝突する。その衝突の際、牛乳には強い剪断力が付与され、その剪断力によって牛乳中の粒子径の大きな油滴が分断して微粒子化する。微粒子化した牛乳は均質バルブシート１０と均質バルブ本体４０との間隙５０の間を通過した後、均質バルブ１外に排出される。このような粉砕処理により、牛乳を微粒子化することで均質化できる。
【００１０】
上記粉砕処理においては、処理効率を高めるために牛乳の供給圧力を１００ＭＰａ以上にすることもあるが、本実施形態例の均質バルブシート１０においては、シート本体２０の貫通孔２１に、その表面に沿った形状を有して表面を被覆するセラミックス製の被覆スリーブ３０が挿入されているから、耐摩耗性に優れている。また、均質バルブシート１０はシート本体２０が金属製であるから、強度が高く、取り扱い時またはホモジナイザの不具合により衝撃が与えられた際でも破損しにくい。
しかも、貫通孔２１は、開口部２２ａから開口部２２ｂに向かって縮径し、貫通孔２１の開口部２２ａ，２２ｂの直径が特定の関係にあるとともに、被覆スリーブ３０は貫通孔２１の表面に沿った形状を有するので、開口部２２ａから開口部２２ｂに向かって食品が流動した際には、その圧力により被覆スリーブ３０が貫通孔２１表面に押さえつけられる。したがって、ろう剤や樹脂製接着剤を用いなくても、高い圧力の食品が接する部分である貫通孔２１にセラミックス製の被覆スリーブ３０を密着させることができる。
【実施例】
【００１１】
（実施例１）
図１および図２に示すような、直径がＤｏｓの一方の開口部２２ａから直径がＤｉｓの他方の開口部２２ｂに向かって縮径し、Ｄｉｓ／Ｄｏｓが１６．５／２４の貫通孔２１が形成されたステンレス（ＳＵＳ３０４）製の均質バルブシート１０を用意した。そして、この均質バルブシート１０の貫通孔２１に、その表面に沿った形状を有して貫通孔表面を被覆するジルコニア製の被覆スリーブ３０を挿入した。その際、ろう剤や樹脂製接着剤で被覆スリーブ３０を貫通孔２１に接合しなかった。
そして、被覆スリーブ３０が貫通孔２１に挿入された均質バルブシート１０を具備するホモジナイザ（三丸機械工業社製）を用いて、ミルクカルシウムの粉砕処理を行った。ミルクカルシウムとしては、ニュージーランド国デイリーボード社製アラミンを用いた。その粉砕処理においては、５リットルのホッパー中に１０質量％に調整したアラミン懸濁液５ｋｇを充填し、このホッパーからホモジナイザにアラミン懸濁液を流量１００リットル／時間で送液した。均質バルブを具備したホモジナイザにアラミン懸濁液を通し、均質バルブシート１０を具備する均質バルブにてアラミンを粉砕した後、金属フレキシブルホースを介して、粉砕したアラミン懸濁液をホモジナイザ出口から冷却管に移送した。その後、冷却管で冷却したアラミン懸濁液を再びホッパー内に供給して循環させ、この循環を３時間繰り返した。なお、粉砕処理開始時のホモジナイザ圧力を５０ＭＰａとし、以後１時間毎に１０ＭＰａずつ圧力を上昇させ、最終的に７０ＭＰａとした。
上述した粉砕処理において、所定パス数（ホモジナイザを通った回数）毎にアラミンのメジアン径を測定した。その結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】
2005270889.tif 000003
【００１３】
（比較例１）
均質バルブシートとして全ての部分がジルコニアからなるものを用い、スタート時のホモジナイザ圧力を６０ＭＰａにしたこと以外は実施例１と同様にしてアラミン懸濁液の粉砕処理を行った。ただし、粉砕処理開始時のホモジナイザ圧力を６０ＭＰａとした。
この粉砕処理においても所定パス数（ホモジナイザを通った回数）毎にアラミンのメジアン径を測定した。その結果を表２に示す。
【００１４】
【表２】
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【００１５】
（比較例２）
縮径していない貫通孔が形成された均質バルブシートを用い、その貫通孔に応じた被覆スリーブで貫通孔表面を被覆したこと以外は実施例１と同様にしてアラミン懸濁液の粉砕処理を行った。
【００１６】
実施例１では、直径がＤｏｓの開口部から直径がＤｉｓの開口部に向かって縮径し、Ｄｉｓ／Ｄｏｓが１６．５／２４の貫通孔が形成されたステンレス（ＳＵＳ３０４）製の均質バルブシートを用い、そのような貫通孔に被覆スリーブを挿入したので、アラミン懸濁液が貫通孔内を通過した際に被覆スリーブを貫通孔に押さえつけることができる。その結果、ろう剤や樹脂製接着剤を用いなくても貫通孔に被覆スリーブを密着させることができる。また、アラミン懸濁液が接する部分がジルコニア製被覆スリーブで被覆されているので、摩耗しにくい。さらに、均質バルブシートはシート本体が金属製であるから、衝撃に強く、取り扱い性に優れる。
これに対し、比較例１では、実施例１と同様の粉砕処理が可能である上に、均質バルブシート全体がセラミックス製であるため寿命が長いものの、衝撃に弱く、取り扱い性に劣るという問題がある。
比較例２では、均質バルブシートの貫通孔が縮径するものではないため、貫通孔内にアラミン懸濁液が流れても被覆スリーブを貫通孔に押さえつけることができず、被覆スリーブを貫通孔に密着させることができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る均質バルブシートの一実施形態例を示す斜視図である。
【図２】図１の均質バルブシートを構成するシート本体を示す断面図である。
【図３】図１の均質バルブシートを構成する被覆スリーブを示す断面図である。
【図４】図１の均質バルブシートを用いた均質バルブの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０  均質バルブシート
２０  シート本体
２２ａ，２２ｂ  開口部
２１  貫通孔
３０  被覆スリーブ
【図１】
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【図２】
2005270889.tif 000006
【図３】
2005270889.tif 000007
【図４】
2005270889.tif 000008