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食品原材料の粉砕

※このサイトは中央化工機株式会社をスポンサーとして、Zenken株式会社が運営しています。
目次

抹茶の粉砕における課題

微細粉砕の必要性

抹茶は非常に微細な粉末にする必要があります。粒度が均一でなければ品質に影響が出るため、精密な粉砕が求められます。一般的に石臼を使用した伝統的な方法が使われますが、機械式のミルを使う場合でも、温度管理や速度調整が重要です。

熱感受性

熱に敏感で、高温になると香りや色が劣化する可能性があります。低温での粉砕が求められ、温度管理が非常に重要です。

酸化防止

酸化しやすいため、粉砕中およびその後の保存で酸化を防ぐための工夫が必要です。

振動ミル導入による抹茶の粉砕解決事例

用途:緑茶飲料、製菓

  1. 石臼より大量生産したい
  2. 自動化によりコスト低減をしたい
  3. 粉砕熱による抹茶の風味劣化を防ぎたい

という要望でしたが、振動ミルであればエネルギー効率が高く、ボールミルの10〜20倍の粉砕能力を持つため、短時間で大量の粉砕が可能。それにより粉砕熱も抑えることができます。さらに粉砕筒外側に水冷ジャケットをつけたことで、一定品質を保ちつつ大量生産が可能になりました。

そこで中央化工機では、粉砕筒内面にラミックスのアルミナレンガによるライニング、ボールはアルミナボールを使用し、ライナーが摩耗しても交換しやすくし、粉砕筒自体を摩耗から防ぐようにした。粉砕筒外側を水冷ジャケット構造とし粉砕熱を抑えるようにしました。

さらに中央化工機の振動ミルは、投入設備、排出設備をフレキシブルチューブで繋ぎ全自動化も容易。自動運転にすることで、人件費を抑えることができました。

ニンニク粉末の粉砕における課題

臭気管理

ニンニクの粉砕では、強い臭気が問題となることがあります。臭気が周囲に広がらないように、密閉型の粉砕装置が必要です。

湿気と粘着性

ニンニク粉末は粉砕中に湿気を吸収しやすく、粉砕機内で粘着することがあります。このため、適切な湿度管理が求められます。また、粉砕後の乾燥が必要になることがあります。

熱感受性

熱により風味や成分が変化するため、低温での粉砕が望ましいです。とくに揮発性成分が失われないように注意が必要です。

乳糖の粉砕における課題

粉砕の均一性

乳糖は多くの食品や製薬業界で使用されており、粒度の均一性が非常に重要です。微細な粉末が必要な場合、精密な粉砕が求められます。

結晶性

乳糖は結晶性があり、粉砕中に結晶が砕けやすくなります。これにより、粒度が予期しない大きさになることがあります。適切な粉砕条件を設定することが重要です。

吸湿性

粉砕中やその後に湿気を吸収すると固結しやすくなります。乾燥環境での粉砕や、粉砕後の保管が重要です。

結論

食品原材料の粉砕においては、熱感受性、湿気管理、均一な粒度の確保が主な課題となります。とくに抹茶やニンニク粉末のように風味や色が重要な材料では、温度や湿度の管理が非常に重要です。また、乳糖のような結晶性の材料では、結晶の破壊を最小限に抑えつつ、粒度を均一に保つための精密な粉砕が求められます。

これらの課題を解決する振動ミル

振動ミルであれば、今までに上げた多くの課題が軽減できます。

微細粉砕の必要性の解決

振動ミルは高いエネルギー効率を持ち、微細な粒度を実現するのに適しています。とくに、非常に微細な粉末を必要とする抹茶や他の食品原材料に対して、振動ミルは効果的です。粉砕条件(振動強度、時間、媒体の選択)を調整することで、目標粒度を達成できます。

熱感受性の解決

振動ミルは比較的低温で粉砕を行うことができますが、長時間の粉砕や硬度の高い材料を粉砕する際には、当然熱がないというわけにはいきません。必要に応じて、冷却システムを併用することで、温度管理を行い、熱感受性のある材料の品質を保持することができます。

酸化防止の解決

振動ミルそのものには酸化防止機能はありませんが、粉砕を不活性ガス雰囲気(アルゴンや窒素)で行うことで、酸化を防ぐことが可能です。また、密閉型の粉砕容器を使用することで、酸素の接触を最小限に抑えられます。

臭気管理の解決

密閉して運転することが可能で、臭気の拡散を抑えることができます。臭気が強い材料を扱う際には、ミルを密閉し、排気処理装置を併用することで、臭気管理が容易になります。

湿気と粘着性の解決

材料が継続的に振動しながら粉砕されるため、ある程度粘着性の高い材料に対しても効果的です。
しかし、非常に高い粘着性がある場合には、粉砕媒体やミル内部に付着することがあり、定期的な清掃が必要です。ただしその場合も、粉砕筒内部に凹凸がないため、清掃は容易でしょう。
湿気の影響を抑えるためには、乾燥した環境での粉砕や冷却が推奨されます。

結晶性の解決

振動ミルは結晶性の材料を粉砕する際に、結晶構造の変化を最小限に抑えつつ、均一な粉末を得ることができます。振動による緩やかな衝撃で粉砕するため、結晶を破壊しすぎずに粉砕することが可能です。

吸湿性の解決

吸湿性のある材料は、粉砕中やその後に湿気を吸収して固結しやすいです。振動ミルを乾燥した環境で運転することや、粉砕後の材料を速やかに密閉保管することで、吸湿による問題を軽減することができます。また、粉砕中に材料を冷却することで、吸湿を抑えることができます。

CD型振動ミル
写真はCD型振動ミル

食品原材料の粉砕の課題を解決できる振動ミル

中央化工機

振動乾燥機の製造で名を馳せる中央化工機社の振動ミルは、ボールミルの10〜20倍の粉砕能力を持ち、短い時間で粉砕ができるので、熱による劣化を防ぐことができます。またライナー交換の容易さ、ライナー素材の豊富さなどの工夫を取り入れ、メンテナンスが楽になるようにしています。現在粉砕筒壁への粉末の付着で清掃の手間がかかっているのであれば、メンテナンスコストの削減が期待できます。
試験研究用小型振動ミルから、上下二段の粉砕筒でシリーズに連続で原料を微粉砕できる連続式まで、全5型をラインナップ。

  • 粉砕筒ライニング可能素材:鉄、ステンレス、特殊耐摩耗鋼、各種セラミックス、ナイロン、ゴム(型によって可能な素材が異なります)
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時短/コンタミ0/省メンテ
の3役揃えた振動ミル
中央化工機㈱とは

1961年に国内初となる振動ミルを発表。以来、振動エネルギーを活用した粉砕機・乾燥機の業界を牽引してきました。
設計段階から完全オーダーメイドで行い、その後の製作、試験、配線・配管などの据付施工までワンストップで対応しています。