(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホッパー、粉粒体の攪拌手段および該攪拌手段の下方に配置されたスクリューコンベアを有する粉粒体貯留部と、該粉粒体貯留部から供給される粉粒体を移送するスクリューフィーダーおよび前記粉粒体を包装袋に充填する充填口を有し、前記粉粒体貯留部の下方に配置された移送袋詰部とを具備する粉粒体の充填包装機であって、
前記粉粒体貯留部と前記移送袋詰部との間の連結部に添加物供給口が配置された微量添加装置を有し、該微量添加装置で微量の添加物が添加された粉粒体を前記スクリューフィーダーで攪拌して前記充填口に供給することを特徴とする微量添加装置を有する粉粒体の充填包装機。
【請求項２】
前記微量添加装置が、前記スクリューフィーダーと連動して作動し、前記移送袋詰部の前記スクリューフィーダーによる粉粒体の供給量に対応する量の添加物を添加する請求項１に記載の微量添加装置を有する粉粒体の充填包装機。
【請求項３】
前記微量添加装置が、空気流によって添加物を搬送して前記連結部の添加物供給口に供給することを特徴とする請求項１または２に記載の微量添加装置を有する粉粒体の充填包装機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉粒体に微量の添加物を添加するための微量添加装置を有する粉粒体の充填包装機の技術分野に属し、特に、粉粒体の充填包装機において粉粒体を充填口に移送するスクリューフィーダーの回転に連動して作動し、粉粒体に微量の添加物を均一に添加する微量添加装置を有する粉粒体の充填包装機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、粉粒体、特に製粉された小麦粉等の粉粒体は、包装袋に充填する際に充填量が自動的に計量され、所定量の粉粒体が袋詰めされて製品として市場に供給される。
この小麦粉等の粉粒体は、その用途や需要先の要望等によって、微量の添加物を添加して品質を調整してから市場に供給されるものがある。例えば、学校給食用の小麦粉には、２５ｋｇの大袋の小麦粉に対して、数十ｐｐｍ〜数百ｐｐｍの栄養物質の粉末が添加されている。
【０００３】
このような微量の添加物を含有する粉粒体を製造するときには、従来は、粉粒体に所定の量の添加物を添加した後、十分に攪拌して混合し、この添加物が混合された粉粒体を計量して所定量ずつ包装袋に袋詰めすることが行なわれており、粉粒体に含まれる添加物の含有量を均一にするために、粉粒体に所定の量の添加物を添加した後に複数回の攪拌、混合を行なって添加物を含有する粉粒体として調整し、この調整後の添加物を含有する粉粒体を充填包装機に投入し、計量して所定量ずつ包装袋に袋詰めすることが行なわれていた。
【０００４】
しかし、この従来の方法では、少なくとも、粉粒体に所定量の添加物を添加して複数回の攪拌、混合を行なって添加物を含有する粉粒体に調整する工程と、調整後の添加物を含有する粉粒体を充填包装機に投入し、計量して所定量ずつ包装袋に袋詰めする工程とを必要とし、これを一連の自動混合装置と充填包装機で行なうときには、複数段のスクリューコンベア等の攪拌、搬送装置を用い、長い搬送経路を経て包装袋に袋詰めすることになる。
【０００５】
そのため、添加物が添加された粉粒体を製造した後に、同じ自動混合装置や充填包装機で添加物が添加されない粉粒体を製造するときには、製品の切り替えに際して添加物が添加された粉粒体が通過した全工程の装置内を清掃しなければならず、非常に煩雑で時間のかかる作業を行なわなければならなかった。そして、この清掃を共洗いによって行なうときには、数十袋ものコンタミ（汚染）された半製品を製造することになっていた。
また、この煩雑で時間のかかる作業を繰り返して行なうことを避けるために１ロットの量を大きくすれば、残った製品はストックしなければならないという問題も生じていた。
【０００６】
このため、本出願人は、特開平５−３１３４９号公報に示すように、包装袋に粉粒体を投入する定量袋詰装置の吹込間に微量物添加装置の微量添加物供給口を配置し、定量袋詰装置の吹込管による粉粒体と空気の混合流の圧力とほぼ同一かもしくはそれより高い圧力で添加物を空気とともに粉粒体中に吹込み、分散させる粉粒体への微量添加物供給装置を発明した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この微量添加物供給装置では、１個の包装袋に添加される添加物の量は一定となり、添加物が添加された粉粒体が通過した装置として切り替えに際して清掃しなければならない装置は定量袋詰装置の吹込管のみになって、従来技術の問題点はほぼ解決されたが、添加物が粉粒体に十分に混合されず、１個の包装袋内において添加物が外縁部に偏在する傾向を有することが明らかになった。
本発明は、この残された問題を解決して、１個の包装袋内においても添加物が均一に分散して袋詰めされるとともに、切り替えに際して清掃する必要がある装置を最小限にする微量添加装置を有する粉粒体の充填包装機を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この課題を解決するために、ホッパー、粉粒体の攪拌手段および該攪拌手段の下方に配置されたスクリューコンベアを有する粉粒体貯留部と、該粉粒体貯留部から供給される粉粒体を移送するスクリューフィーダーおよび前記粉粒体を包装袋に充填する充填口を有し、前記粉粒体貯留部の下方に配置された移送袋詰部とを具備する粉粒体の充填包装機であって、前記粉粒体貯留部と前記移送袋詰部との間の連結部に添加物供給口が配置された微量添加装置を有し、該微量添加装置で微量の添加物が添加された粉粒体を前記スクリューフィーダーで攪拌して前記充填口に供給することを特徴とする微量添加装置を有する粉粒体の充填包装機を提供するものである。
【０００９】
そして、前記微量添加装置が、前記スクリューフィーダーと連動して作動し、前記移送袋詰部の前記スクリューフィーダーによる粉粒体の供給量に対応する量の添加物を添加することが望ましい。
また、前記微量添加装置が、空気流によって添加物を搬送して前記連結部の添加物供給口に供給することが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の微量添加装置を有する粉粒体の充填包装機について、図面に基づいて説明する。図１は本発明の微量添加装置を有する粉粒体の充填包装機を示すもので、左側には粉粒体の充填包装機である定量袋詰装置が、右側には微量添加装置が示されている。図２は微量添加装置の先端部を示す詳細図、図３は分散羽根の形状の１例を示す図２のＡ−Ａ線矢視図である。
【００１１】
図１に示す定量袋詰装置１０は、上部に粉粒体である小麦粉をストックして順次供給する粉粒体貯留部１１が配置されており、その下部に粉粒体貯留部１１から供給された小麦粉を定量ずつ移送して包装袋に充填する移送袋詰部１２が設けられており、粉粒体貯留部１１と移送袋詰部１２とは連結部１３によって相互に連結されて脚部１４の上に載置されている。
【００１２】
粉粒体貯留部１１には、最上部に小麦粉をストックするホッパー２０が設けられており、このホッパー２０の下方に小麦粉を攪拌してブリッジの発生を防止する複数の攪拌翼２１が装着された攪拌軸２２が配置され、攪拌軸２２のさらに下方に小麦粉を移送袋詰部１２に供給するスクリューコンベア２３が設けられている。そして、攪拌軸２２とスクリューコンベア２３とはＶベルト等の伝導手段２４で相互に連結されており、脚部１４の下端に設けられた駆動モーター２５によって伝導手段２６を介して回転駆動される。
【００１３】
一方、粉粒体貯留部１１の下方に設けられ、連結部１３によって連結された移送袋詰部１２には、スクリューフィーダー３０が設けられており、このスクリューフィーダー３０の回転によって小麦粉は充填口３１に向かって移送され、充填口３１から押し出されて計量装置３２上に載置された包装袋３３に所定の量（例えば２５ｋｇ）の小麦粉が充填される。
【００１４】
スクリューフィーダー３０の回転は、高速で回転して短時間に大量の小麦粉を包装袋３３に充填する大出しと、低速で回転して小麦粉の充填量を制御しながら充填する小出しとがあり、最初に包装袋３３に充填する小麦粉のほとんどを大出しで充填してから、充填した小麦粉の重量を計量装置３２で計量しながら小出しで不足する小麦粉を充填し、全体で１０秒間程度で２５ｋｇの小麦粉を正確に計量して包装袋３３に充填する。
【００１５】
スクリューフィーダー３０は、脚部１４の内部に設けられた回転数が制御可能な可変速モーター３４によって伝導手段３５を介して回転駆動され、回転数が検出手段３６によって検出されてスクリューフィーダー３０が所定の回転数で回転するように自動的に制御される。
【００１６】
ここで、本実施例では、粉粒体収納部１１に設けられたスクリューコンベア２３は、移送袋詰部１２のスクリューフィーダー３０が高速で回転する大出しのときのみに回転するように構成されており、小出しのときには停止して過剰な小麦粉を移送袋詰部１２に供給しないようになっているが、スクリューコンベア２３を駆動する駆動モーター２５の回転数をスクリューフィーダー３０を駆動する可変速モーター３４に同期して可変とすることによって、スクリューフィーダー３０の移送する小麦粉の量に応じて粉粒体貯留部１１から移送袋詰部１２に小麦粉を供給するようにしてもよい。
【００１７】
微量添加装置４０は全体が圧力容器になっており、上端部に気密ホッパー４２が設けられ、その下部に複数の攪拌翼４３が装着された攪拌軸４４が配置されている添加物貯留部４１と、この添加物貯留部４１の下方に、スクリューフィーダー４６を有する添加物移送部４５とが設けられている。そして、スクリューフィーダー４６で移送されたビタミン粉末などの栄養物質粉末等の添加物は、図２に示すように、スクリューフィーダー４６の終端と分散羽根４７の間のスペースに充満し、さらにスクリューフィーダー４６で移送される添加物によって分散羽根４７の隙間から押し出されて分散室４８に送出される。
【００１８】
ここで、分散羽根４７は、図３に示すように、円板に放射状に隙間が形成されたものであり、スクリューフィーダー４６の終端と分散羽根４７の間のスペースに充満した添加物は、さらにスクリューフィーダー４６で移送される後続の添加物の圧力によって分散羽根４７の隙間から徐々に押し出されるので、スクリューフィーダーにつきものの脈動的な供給を防止して添加物を安定して定量ずつ押し出し、分散室４８に送出することができる。
【００１９】
コンプレッサ５６によって発生して配管５０を通って供給され、分散室４８内を図２に示す矢印のように上から下に流れる圧縮空気の気流によって、分散室４８に送出された添加物は、気流の中に分散し、気流とともに配管５１を通って定量袋詰装置１０の連結部１３に設けられた添加物供給口５２から連結部１３内の小麦粉に添加される。
【００２０】
ここで、配管５０はコンプレッサ５６から分散室４８および気密ホッパー４２に圧縮空気を送るものであり、配管５１は圧縮空気と添加物との混合気流を分散室４８から連結部１３に設けられた添加物供給口５２まで送る管路である。また、図中のＰは圧力計である。
図示例においては、分岐後の配管５０に設けられた減圧弁５０ａおよび５０ｂによって、気密ホッパー４２内の圧力と分散室４８内の圧力とのバランスが維持される。なお、気密ホッパー４２と分散室４８の内圧は、添加物の逆流を防止するために、同じか、気密ホッパー４２の方を若干高くするのが好ましい。
【００２１】
スクリューフィーダー４６は、定量袋詰装置１０のスクリューフィーダー３０と同じタイミングで回転させる。これにより、小麦粉の供給量に比例した量の添加物を添加物供給口５２から連結部１３の小麦粉に添加することができる。
この連結部１３の小麦粉に添加された添加物は、添加物供給口５２の口元の小麦粉のみに添加されるが、その後、スクリューフィーダー３０によって小麦粉が攪拌混合され、均一に混合されて移送袋詰部１２の充填口３１から包装袋３３に充填されるので、包装袋３３の全ての部分で添加物が均一に混合された小麦粉を得ることができる。
本発明においても、従来技術と同様に、充填口３１をエアブローして小麦粉を包装袋３３に充填する吹込管としても良いことはもちろんである。
【００２２】
なお、添加物供給口５２から連結部１３への添加物の供給方向は、スクリューフィーダー３０およびスクリューコンベア２３による小麦粉等の搬送方向と同方向であっても、あるいは、同搬送方向に対して横方向からであってもよいが、前記横方向からの方が好ましい。
また、定量袋詰装置１０では、粉粒体の飲み込み効率をあげるために、通常、スクリューフィーダー３０およびスクリューコンベア２３の回転は互いに逆方向としているが、前記横方向から添加物を供給する際には、両者の回転方向に対して、逆方向（回転に逆らう方向）から添加物を供給するのが好ましい。
【００２３】
この微量添加装置４０は、全体が計量装置５５に載せられており、絶えず微量添加装置４０全体の重量の減少として消費された添加物の重量を測定し、小麦粉に添加された添加物の量を監視している。そして、包装袋３３に小麦粉を充填する度にこの包装袋の小麦粉に添加された添加物の量を記録し、必要に応じて、プリンタに出力する。添付物の供給される量を制御するには、微量添加装置４０のスクリューフィーダー４６の回転数を増減するのが最も容易である。
【００２４】
【実施例】
［実施例１］
図１に示される粉粒体の充填包装機を用いて、栄養物質粉末を添加した小麦粉を包装袋３３に充填した。
なお、包装量は２５ｋｇ、栄養物質粉末の添加量は８ｇ〜９ｇとし、大出し時間８秒、小出し時間２秒の計１０秒で充填を行い、栄養物質粉末の添加は、大出し時のみに行った。また、スクリューフィーダー３０とスクリューコンベア２３の回転方向は、互いに逆方向とした。
【００２５】
なお、小麦粉への栄養物質粉末の添加、すなわち、連結部１３への栄養物質粉末の供給は、図４（Ａ）に示されるように、連結部１３の側面（スクリューフィーダー３０等による小麦粉の搬送方向に対して横方向の側面）に添加物供給口５２ａおよび５２ｂを設け、添加物供給口５２ａを用いてスクリューフィーダー３０等の回転方向に対して逆方向からの栄養物質粉末の供給（発明例１）、および添加物供給口５２ｂを用いて同順方向からの栄養物質粉末の供給（発明例２）によって行った。
【００２６】
また、比較のために、充填口３１に図４（Ｂ）の矢印に示される方向に添加物を供給するノズルを設け、ａおよびｂに示されるように、充填口３１の縁（比較例１）および中心（比較例２）から栄養物質粉末を供給した以外は、前記発明例と全く同様にして、栄養物質粉末を添加した小麦粉を包装袋３３に充填した。
【００２７】
以上のようにして、栄養物質粉末を添加した小麦粉を包装袋３３に充填した後、得られた包装袋３３を開放して、包装袋３３の大面積側の両面（１面および２面）側、および短手方向の断面における栄養物質粉末の分散状態を確認した。
その結果、図５に示されるように、比較例１および比較例２では、包装袋３３の両面部分に栄養物質粉末が多量に存在し、内部に分散されておらず、しかも、１面と２面とでも、栄養物質粉末の量に差があった。
これに対し、発明例１および２では、発明例２で、包装袋３３の２面側の底部分に若干多い栄養物質粉末が存在するものの、栄養物質粉末は、全体的に良好に分散されていた。
なお、図５において、１面および２面に示される角部の矩形は、包装袋３３における充填物の投入口である。
【００２８】
［実施例２］
前記実施例１の発明例１に準じて、小麦粉２５ｋｇに栄養物質粉末７．５ｇの添加を行なったときの１袋毎の添加量を、図６にグラフで示す。
図に示すように、平均７．５９ｇ、標準偏差０．２８ｇとなり、必要とする１袋当たりの添加量の許容範囲５〜１０ｇを大幅に上回る良好な結果を得ることができた。また、充填済の包装袋を静置し、これをいくつかの区域に分割して試薬を用いてペッカー試験法で試験した結果では、栄養物質粉末の偏在は認められなかった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているので、１個の包装袋に添加される添加物の量は一定となり、添加物が粉粒体に十分に混合されて偏在することもなく、かつ、製品の切り替えに際して、添加物が添加された粉粒体が通過した装置として清掃しなければならない箇所は定量袋詰装置の粉粒体貯留部と移送袋詰部との連結部以降のみとなり、連結部と移送袋詰部のみを清掃すれば足りるものであって、清掃が容易になり、共洗いにおいても２５ｋｇ大袋２袋程度で足りるものとなった。
【００３０】
また、円板に放射状に隙間が形成された分散羽根の隙間から添加物を徐々に押し出して供給するので、脈動的な供給を防止して添加物を安定して定量ずつ送出して粉粒体に添加することができる。さらに、添加物が添加された粉粒体は、スクリューフィーダーによって攪拌混合され、均一に混合されて充填口から包装袋に充填されるので、包装袋の全ての部分で添加物が均一に混合される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の微量添加装置を有する粉粒体の充填包装機を示す。
【図２】  微量添加装置の先端部を示す詳細図である。
【図３】  分散羽根の形状の１例を示す図２のＡ−Ａ線矢視図である。
【図４】  （Ａ）および（Ｂ）は、実施例を説明するための模式図である。
【図５】  本発明の効果を説明するための表である。
【図６】  本発明の微量添加装置を有する粉粒体の充填包装機を用いたときの１袋毎の添加量を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  定量袋詰装置
１１  粉粒体貯留部
１２  移送袋詰部
１３  連結部
１４  脚部
２０  ホッパー
２１  攪拌翼
２２  攪拌軸
２３  スクリューコンベア
２４，２６  伝導手段
２５  駆動モーター
３０  スクリューフィーダー
３１  充填口
３２  計量装置
３３  包装袋
３４  可変速モーター
３５  伝導手段
３６  検出手段
４０  微量添加装置
４１  添加物貯留部
４２  気密ホッパー
４３  攪拌翼
４４  攪拌軸
４５  添加物移送部
４６  スクリューフィーダー
４７  分散羽根
４８  分散室
５０，５１  配管
５０ａ，５０ｂ  減圧弁
５２  添加物供給口
５５  計量装置
５６  コンプレッサ
【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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