(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理材を収容する容器本体と、該容器本体内に攪拌機構を設けて被処理材を攪拌し、該容器本体下部に取出機を設けて攪拌した被処理材を取り出し、該容器本体から排気する排気装置を設けてなる攪拌処理装置であって、前記容器本体にガスを供給するガス供給配管を設け、前記攪拌機構には中空のガス通路を設けてガス供給配管に接続するとともに、少なくとも前記容器本体の周壁近辺に位置する前記攪拌機構の半径方向に伸ばしたアーム先端又は該アーム先端に連結した連結アーム周面にガス噴射孔を設け、ガス通路を通してガスを前記ガス噴射孔から前記容器本体の周壁部に供給して被処理材を処理することを特徴とする攪拌処理装置。
【請求項２】
前記容器本体の下部にガス噴出孔を設けた請求項１に記載の攪拌処理装置。
【請求項３】
前記容器本体に熱媒体供給配管に接続してジャケットを設け、前記ガス供給配管を不活性ガス供給管に連通し、前記容器本体に前記取出機及び前記攪拌機構を気密に設け、被処理材を混合又は乾燥する請求項１又は２に記載の攪拌処理装置。
【請求項４】
前記排気装置を真空ポンプとした請求項１〜３のいずれかに記載の攪拌処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理材を常圧若しくは真空で混合又は乾燥等の処理をする攪拌処理装置に関し、より詳細には、逆円錐形状の容器の内周壁近辺にガスを供給して被処理材の周壁への付着を防ぎながら効率よく混合又は乾燥等を行なう攪拌処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉粒体の乾燥装置として、温度を上げられない場合や有機溶剤の除去等では、真空式の攪拌型乾燥装置、例えば特公平１−５６８０８号公報、特公平２−３１３０３号公報等に示されるような装置が用いられている。
この特公平１−５６８０８号公報に示される装置は、縦なが型乾燥機内部に仕込まれた材料を攪拌する攪拌機を設け、必要により処理温度まで加熱するジャケットを外周に設け、縦なが型乾燥機内を減圧する減圧源を設け、不活性ガスを内部に導入するノズルを底部に設け、不活性ガスを加熱する加熱器を設けて構成している。そして、処理する粉粒体を縦なが型乾燥機に仕込み、攪拌機で攪拌しながら、ジャケットに温水又は水蒸気を循環させながら加熱すると共に、真空ポンプを作動させて乾燥機内部を減圧し、さらに加熱した温風、窒素ガス、炭酸ガス等を底部のノズルから導入しながら処理している。これにより、少量の残存有機溶剤を含む粉粒体の有機溶剤の残存量を、食品添加物等の規制値以下に除去することができる。
【０００３】
また、後者の特公平２−３１３０３号公報に示される装置は、装置の本体を竪型円錐形状とし、内部に容器の上ほど羽根の幅が広い攪拌翼を容器内壁に近接して設け、さらに熱媒体を流して容器内を加熱するジャケットを外周に設け、内部を減圧する真空発生源を設け、攪拌翼の位置を上下に変更可能に構成している。そして、乾燥機を所要の温度に加熱しておき、原料を投入した後、減圧して所定時間攪拌混合しながら乾燥する。これにより、加熱壁面への材料の付着防止が図れ、半径方向の混合が促進され、付着性の強いものでも処理できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の特公平１−５６８０８号公報に開示された装置は、攪拌機で粉粒体を攪拌するが、逆円錐形状に形成していることから、流動の悪い粉粒体では入替えが悪く、滞留する。また、攪拌により粉粒体に剪断力がかかり、形状変化等の物性が変化することがあった。また、特公平２−３１３０３号公報に開示された装置でも、特公平１−５６８０８号公報に示された装置と同様に、流動の悪い粉粒体では、滞留が生じ、材料に対して剪断力がかかって形状変化等の物性が変化することがあった。本発明者は上述した課題に対処して創案したものであって、種々逆円錐形状の攪拌しながら混合又は乾燥処理する装置について研究し、容器内の滞留し易いところにガスを噴出させることにより、粉粒体の内壁面での滞留を防ぎ、攪拌効果を高めると共に、材料に対する剪断力を最小限に抑えることができることを究明した。
【０００５】
本発明の目的とする処は、粉粒体（被処理材ともいう）の容器内壁面への付着防止を図り、粉粒体の剪断による変形を最小限に抑え、混合または乾燥を効率よく行う攪拌処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そして、上記目的を達成するための手段としての本発明の請求項１の攪拌処理装置は、被処理材を収容する容器本体と、該容器本体内に攪拌機構を設けて被処理材を攪拌し、該容器本体下部に取出機を設けて攪拌した被処理材を取り出し、該容器本体から排気する排気装置を設けてなる攪拌処理装置であって、前記容器本体にガスを供給するガス供給配管を設け、前記攪拌機構には中空のガス通路を設けてガス供給配管に接続するとともに、少なくとも前記容器本体の周壁近辺に位置する前記攪拌機構の半径方向に伸ばしたアーム先端又は該アーム先端に連結した連結アーム周面にガス噴射孔を設け、ガス通路を通してガスを前記ガス噴射孔から前記容器本体の周壁部に供給して被処理材を処理することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の攪拌処理装置は、請求項１の攪拌処理装置において、前記容器本体の下部にガス噴出孔を設けて構成した。請求項３の攪拌処理装置は、請求項１又は２の攪拌処理装置において、前記容器本体に熱媒体供給配管に接続してジャケットを設け、前記ガス供給配管を不活性ガス供給管に連通し、前記容器本体に前記取出機及び前記攪拌機構を気密に設け、被処理材を混合又は乾燥する。請求項４の攪拌処理装置は、請求項１〜３の攪拌処理装置において、前記排気装置を真空ポンプとして、真空で処理する構成とした。
【０００８】
本発明における攪拌処理装置は、混合操作、乾燥操作の他、加熱、冷却、熱処理、殺菌、殺卵、反応、精製等の操作に使用することができる。本発明において処理される被処理材は、いわゆる粉粒体のみでなく、片状、葉状等各種の形状のものを含み、用途等から例示すれば、電子材料、セラミックス、磁性材料、炭化珪素、醗酵促進剤、漢方薬、調味料、飼料、樹脂パウダー、樹脂ペレット、医薬品、セルローズ、動植物性残渣、スターチ類、菓子原料、香辛料、わかめ、健康食品、無機系塩化物等があげられる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。ここに、図１〜図３は本発明の一実施態様を示し、図１は本発明に係る攪拌処理装置の要部の構成を示す模式図、図２は攪拌処理装置の後部の構成を示す模式図、図３、図４は攪拌機構を説明する図である。
【００１０】
本実施態様の攪拌処理装置は、粉粒体等の被処理材を処理する逆円錐形状の容器本体１と、容器本体１内に設けられて被処理材を攪拌する攪拌機２と、攪拌機２を駆動する駆動モータ１６と、処理した被処理材を取り出すための容器本体１の下部に設けられた取出機３と、容器本体１にガスを供給するガス供給配管４と、容器本体１から排気する排気装置５とを備える。容器本体１と排気装置５を排気管６で接続し、排気管６に排気から固体を除く分離装置７とさらに排気を処理する排気処理装置８を設け、容器本体１の外周に加熱又は冷却して処理するように熱媒体を流すジャケット９を設け、攪拌機２のアーム１８の先端部には被処理材の滞留を防ぐようにガスを噴出するガス噴射孔１０を設けている。
【００１１】
容器本体１は逆円錐形状に配置され、下部の小径側に製品取出口を形成して取出機３を設け、上部は蓋で気密に閉鎖できるようにし、周囲にジャケット９を設けている。容器本体１の上部には密閉可能に材料投入口１１を設け、材料を投入して密閉して処理できるようにしている。また上部に排気管６を接続して噴出ガスを排出したり雰囲気を排出して減圧するようにしている。さらに、容器本体１の上部にはバイパス配管１２を設け、排気を排気処理装置８に直接送るようにしている。容器本体１の下部にガスを噴射するガス噴出孔１３を設け、ガス噴出孔１３とガス供給管４とをガス配管１４により連通し、ガス配管１４にバルブ１５を設けて容器本体１内へのガスの供給を調節し、下部に溜まる材料をこのガスの供給で流動させるようにしている。取出機３は、容器本体１を真空にできるように気密にできる真空弁、ロータリバルブ、バタフライバルブ等を使用する。そして、容器本体１に供給した被処理材は攪拌機２により攪拌しながら処理する。
【００１２】
攪拌機２は攪拌機構の従動部で、外部に設置された駆動モータ１６に連結された取付軸１７が容器本体１の中心部を垂下し、取付軸１７から内壁に延びて放射状にアーム１８が配置されている。図３に示すように、攪拌機２の取付軸１７及びアーム１８は中空に形成されて中空部が連通し、中空部にガスが流れるようにガス通路を形成している。アーム１８は、その先端には中空部に連通してガス噴射孔１０が設けられている。また、アーム１８は上方から順次１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｅ，１８ｆから構成され、その長さが容器本体１の内壁に近接するように上方に取り付けられたものほど長く形成されると共に、上下方向に隣接して取り付けられたアームの間隔は上方程大きくされている。さらに、アーム１８の断面寸法も下方に配置されたものは小さく、１８ｆは１８ａより小さい断面積に形成されている。このように構成することにより、被処理材の処理の効率を向上させ、剪断力の作用を軽減している。攪拌機２を回転駆動する駆動モータ１６は、容器本体１の外部に設置され、変減速して速度調節可能にしている。取付軸１７は気密を確保して蓋に取り付けられている。そして、取付軸１７にガス供給配管４が接続し、中空のガス通路にガスが供給される。
【００１３】
ガス供給配管４は、ガスの供給を調節する調節弁２０が設けられ、図示しない不活性ガス供給源に連通した不活性ガス配管２１、図示しないエアー供給源に連通したエアー配管２２、真空ポンプ５に連通した循環配管２３に接続している。各配管２１、２２、２３にはそれぞれオンーオフする遮断弁２４、２５、２６が設けられると共に、不活性ガス配管２１及びエアー配管２２にはそれぞれ調圧弁２７、２８が設けられており、各ガスは独立に又は混合されて容器本体１に供給される。各配管２１、２２、２３には、必要ならば加熱装置、冷却装置等を設け、所要温度にしたガスを容器本体１に供給するようにしてもよい。被処理材は、容器本体１内で常圧又は真空で、攪拌機２のガス噴射孔１０及び／又は容器本体１の下部に設けたガス噴出孔１３から噴出されたガスと攪拌機２で攪拌流動されながら乾燥、混合等の処理がなされる。処理が終了したら、容器本体１の下部（円錐頂部）に設けられた取出機３を開口させて製品を取り出す。容器本体１の下部に設けられた取出機３の開閉は、エアーシリンダに圧縮エアーを流して行なうか、駆動モータにより行なうか、手動バルブによる行なう等適宜行なうことができる。
【００１４】
容器本体１に設けられたジャケット９は上部連結管３１及び下部連結管３２に接続していると共に、蓋には蓋上部連結管３３及び蓋下部連結管３４が接続している。蓋上部連結管３３は上部連結管３１から分枝し、上部連結管３１を介して蒸気配管３５及び温水出口管３６に連通し、蒸気配管３５に安全弁３７を設け、水蒸気圧力が過剰になるのを防止している。また、蓋下部連結管３４は下部連結管３２から分枝し、下部連結管３２を介して温水配管３８及び蒸気ドレン管３９に連結している。容器本体１の処理温度はジャケット９に熱媒体を上部連結管３１と蓋上部連結管３３又は下部連結管３２と蓋下部連結管３４に流すことにより行なう。熱媒体として水蒸気を用いる場合は、水蒸気配管３５から上部連結管３１、蓋上部連結管３３へ水蒸気を供給し、下部連結管３２、蓋下部連結管３４を経て蒸気ドレン管３９から蒸気ドレンとして排出する。熱媒体として温水を用いる場合は、下部連結管３２、蓋下部連結管３４から温水を供給し、上部連結管３１、蓋上部連結管３３から排温水として排出する。また、上部連結管３１は分離装置７の加熱装置の上部に連結した分離機上部連結管４０と接続し、同様に、下部連結管３２は分離装置７の加熱装置の下部に連結した分離機下部連結管４１と接続している。容器本体１内で被処理材は、常圧又は真空で、ジャケット９、蓋に熱媒体を流して所定の温度に保持されて、攪拌機２のガス噴射孔１０及び／又は容器本体１の下部に設けたガス噴出孔１３から噴出されたガスと攪拌機２で攪拌流動されながら乾燥、混合等の処理がなされる。ガス供給配管４から供給され、容器本体１内に噴射されたガスは排気装置５に吸引されて上部の排気口から排気管６を通って排出される。
【００１５】
排気装置５は、容器本体１を常圧で操作するにはファンが用いられ、真空で処理する場合には真空ポンプ等を用いる。本実施例では、容器本体１内を真空に減圧できるように、真空ポンプを用いている。排気管６には、容器本体１から排気したガスを処理するように分離装置７、排気処理装置８を設けている。分離装置７は、排気に同伴してくる固体を除去する装置で、形式等は特に制限されず公知の分離装置を使用することができ、乾式ではサイクロン、バグフィルター等が排水処理等が不要なので好ましい。本実施例の分離装置７は、バグフィルターを用いて有機溶剤の凝縮を防ぐために加熱するように熱媒体として温水又は水蒸気を流せる構造にしている。分離装置７で固体分を除去された排気は、凝縮性の有機溶剤等を含む場合は排気処理装置８で凝縮成分を凝縮除去して清浄にされて排気装置５により放出される。または、不活性ガス等を使用している場合で、廃棄するのがコストアップになる場合などでは循環使用するように排気装置５の排出側の排気管６から循環配管２３を分枝し、循環配管２３を供給配管４に連結している。排気管６、循環配管２３にはそれぞれ遮断弁４４、４５設けて、循環を調整できるようにしている。排気処理装置８は、コンデンサで構成し、排気中の有機溶剤等の凝縮性の成分を除去して清浄な排気を排出するようにしている。
【００１６】
排気を処理する排気処理装置８は、冷却水配管４６、冷却排水管４７が連結され、冷却水配管４６から冷却水を流して冷却し、凝縮成分を凝縮分離し、冷却に使用して温度上昇した冷却水は冷却排水管４７から排出する。排気処理装置８で排気から凝縮分離された液体を溜めるドレンタンク４８が設けられ、凝縮液を一時貯留するようにしている。ドレンタンク４８は冷却水配管４６から分枝した冷水配管４６ａが連結し、使用した冷却水を排水する排水管４７ａが連結している。排水管４７ａは冷却排水管４７に連結し、冷却排水管４７から排水する。冷却に使用した冷却水は、冷却排水管４７に冷却装置を設け、冷却して再度使用してもよいし、廃棄してもよい。
【００１７】
以下に、上記のように構成した攪拌処理装置を用いて水蒸気加熱で真空乾燥する運転方法について説明する。先ず、容器本体１、分離機７を加熱する水蒸気配管の弁を開き、水蒸気配管３５から上部連結管３１、蓋上部連結管３３、分離機上部連結管４０へ水蒸気を供給し、容器本体１内を所要の温度に予熱し、予熱に使用した水蒸気は下部連結管３２を経て蒸気ドレンとして排出する。また、排気処理装置８では、その冷却水配管４６に冷却水を供給して冷却を開始し、使用した冷却水は冷却排水管４７から排出する。
【００１８】
次いで、料供給口１１から被処理材を材容器本体１内に導入して密閉した後、駆動モータ１６を運転して攪拌機２を作動すると共に、ガス供給管４の弁２０、不活性ガス配管２１の弁２４、ガス管１４の弁１５を開いて、ガスとして不活性の窒素ガスをガス噴射孔１０、ガス噴出孔１３から供給し、排気装置５を運転して容器本体１を減圧しながら処理する。排気装置５に吸引された排気は分離機７を通過するとき、粒状成分が除去される。さらに、排気は排気処理装置８でその凝縮成分が凝縮除去され、清浄にされて排気装置５を経て排出される。
【００１９】
所定時間真空乾燥を行なうか、測定装置による測定値が所定の値に達したら、不活性ガスの供給を減らすか排気装置５の排気量を増やして、低圧で処理する。処理が終了したら、排気装置５を止め、容器本体１内を不活性ガスで充填して常圧にし、ガスの供給、水蒸気の供給、攪拌機２の運転、分離機７、排気処理装置８の運転を止め、冷却するか又は冷却せずに取出機３を運転して被処理材を乾燥処理して得た製品を取り出す。その後、前述のようにして次の被処理材を処理する操作を繰り返す。
【００２０】
上記のように構成してなる攪拌処理装置によれば、攪拌機２のガス噴射孔１０、容器本体１の下部のガス噴出孔１３から不活性ガスを供給して、攪拌機２とこの供給ガスとで被処理材を攪拌するから、良く流動化でき、被処理材にかかる剪断力を減らすことができるという特有の効果が得られる。
【００２１】
なお、本発明は、上述した実施態様に限定されるものでなく、本発明の主旨を変更しない範囲内で変形実施できるものを含む。因みに、上述においては、攪拌機を攪拌アームが半径方向に放射状に伸びた例で説明したが、図４に示すように、取付軸１７から半径方向にアーム１８ａ，１８ｂを放射状に伸ばし、アーム１８ａ，１８ｂに中空の連結アーム５０，５０を取付け、これらの中空部を連通してガス流路を形成すると共に、連結アーム５０の周面にガス流路に連通して複数個のガス噴孔５１を設けるようにしてもよい。また、真空乾燥を不活性ガスとして窒素ガスを用いて、常時流している例で説明したが、被処理材への剪断力の影響が減った時点で止めたり、不活性ガスによる乾燥を断続的に行なうように止めたり、初めは空気を流し、仕上げ乾燥として不活性ガスを供給す等任意の工程で行なってよい。また、調節装置の説明を省略したが、所要の個所に測定装置、調節装置を設け、各種の量を調節できることは勿論である。さらに、排気処理の構成を乾式分離機とコンデンサの例で示したが、他の処理方法で構成してもよい。供給ジャケットに加熱媒体を供給する例で示したが、冷却を必要とする場合には冷却媒体を使用すればよい。
【００２２】
【発明の効果】
逆円錐形状の容器本体内の攪拌機構から被処理材中にガスを噴出するので、容器本体の内壁面での被処理材の付着を防止することができ、被処理材の流動を良くすることができる結果、被処理材に作用する剪断力を減らすことができ、変形を防ぐことができ、よく混合することができる。混合が良くなることから、熱伝達率を大きくできる。さらに、ガスを供給することから、乾燥を良好にでき、溶媒を除去するものでは製品中に残る溶媒量も減らすことができる。
【００２３】
請求項２の攪拌処理装置によれば、容器本体の下部にガス噴出孔を設けて混合するので、容器本体の下部に滞留する被処理材を一層よく流動させ、混合等の処理を効率良くすることができる。請求項３の攪拌処理装置によれば、溶剤の漏れ等をなくして被処理材を所要の雰囲気で処理でき、被処理材の品質の劣化を生じさせることなく、安全に処理することができる。請求項４の攪拌処理装置によれば、請求項４の攪拌処理装置は、真空で処理することができ、水分や有機溶剤の残存濃度を低濃度に効率よく除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】 本発明に係る攪拌処理装置の要部の構成を示す模式図である。
【図２】 攪拌処理装置の後部の構成を示す模式図である。
【図３】 攪拌機を説明する図で、（ａ）は一部を破断した要部の正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】 攪拌機の他の例を説明する図で、（ａ）は要部の正面図、（ｂ）は下面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１：容器本体         ２：攪拌機             ３：取出機
４：ガス供給配管     ５：排気装置           ６：排気管
７：分離装置         ８：排気処理装置       ９：ジャケット
１０：ガス噴射孔     １１：材料投入口       １２：バイパス配管
１３：ガス噴出孔     １４：ガス配管         １５：バルブ
１６：駆動モータ     １７：取付軸           １８：アーム
２０：調節弁         ２１：不活性ガス配管
２２：エアー配管     ２３：循環配管         ２４，２５，２６：遮断弁
２７，２８：調節弁   ３１：上部連結管       ３２：下部連結管
３３：蓋上部連結管   ３４：蓋下部連結管     ３５：蒸気配管
３６：温水出口       ３７：安全弁           ３８：温水配管
３９：蒸気ドレン     ４０：分離機上部連結管 ４１：分離機下部連結管
４４，４５：遮断弁   ４６：冷却水配管       ４７：冷却排水管
４８：ドレンタンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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