粉體原料和液體原料的混合裝置、以及使用了該混合裝置的混合物的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及粉體原料和液體原料的連續混合技術。
【背景技術】
[0002] 在食品、化學、電子等各種工業中，使用用于將粉體原料和液體原料混合的裝置。 例如在做面包過程中，出于產品的成形、燒制工序中的淀粉的α化、用于使之膨脹的面筋 的組織化等目的，將小麥粉和水混合是必不可少的工序。在做面條過程中，出于產品的成 形、制作良好的口感的面筋的組織化等目的，不可缺少將水混合于小麥粉的工序。
[0003] 該混合工序中，以往的技術中存在較大的問題點。在說明該問題點之前，需要對將 水分加入小麥粉后合成的面筋、和其組織的重要性進行說明。
[0004] 面筋是指，當小麥粉中含有6%~15% (因品種而不同）的蛋白質水化時產生的、 兼具粘彈性和粘著性的物質。若對包含水化而形成的面筋的面團進行揉捏，則面筋相互進 行結合，從而形成三維的巨大的網眼狀組織。
[0005] 面筋的組織的存在方式較大地影響面包、面條類等小麥粉食品的品質。面包中，面 筋影響基于酵母菌的作用而產生的膨脹方式并決定口感。面條中，面筋是所謂的"粘度"、 "光滑度"的要因，仍然是味道的最大要因。為了形成良好的組織，首先使小麥粉中的蛋白質 全部轉化為面筋是關鍵，從而當使小麥粉和水混合時，使水分均衡地遍及各個地方是極其 重要的。
[0006] 接下來對以往的一般的混合方法和問題點進行說明。在制造面條的情況下，大多 情況下使用批處理式攪拌機。然而，有難以避免面筋的合成和破壞同時進行的問題。作為 攪拌混合的特征，混合從部分開始而緩緩地遍及整體。在先行產生水化的位置立即合成面 筋。這樣，面筋捕捉占小麥粉成分的大部分的淀粉粒子而制成三維的網眼狀組織。然而，為 了水化延遲的位置，而需要繼續攪拌。這樣，因其機械式作用，好不容得到的面筋的網眼狀 組織（實際上脆弱）被破壞。而且，被破壞的面筋的網眼狀組織具有不能再生的性質，從而 是致命的。也就是說，具有達成混合和形成理想的面筋組織難以兼得這一矛盾。
[0007] 并且，隨著組織化進行，粘性變高而流動性降低，也產生發熱而損害品質，從而僅 用攪拌無法得到均衡水化。
[0008] 因此，采用了如下方法；將交替反復進行擱置和攪拌、拉伸的、即所謂的"熟化"設 為下一工序，花費時間和勞力而使水分浸透至整體。當然工序變得冗長，在重視品質的高級 品、掛面之類較細的面條的情況下，制造工序需要數日。設備、空間變得大型且也需要手工， 制造成本當然變高。
[0009] 由于量產產品的情況下重視成本，所以多次采用能夠進行連續生產的高速旋轉攪 拌機來代替批處理式攪拌機。作為該方式的代表例子，存在專利文獻1的高速攪拌機。
[0010] 作為連續型攪拌機的改進后的例子，存在專利文獻2的攪拌機。該攪拌機裝置使 薄膜狀的水向在旋轉圓盤上展開的粉層落下、進行攪拌而使之混合。
[0011] 作為其它的現有技術，公知有專利文獻3、專利文獻4。專利文獻3的技術涉及在 植物種子等粒狀物質涂覆油脂等液體的裝置。專利文獻3的裝置從旋轉圓盤的上方向中心 部供給粒狀物質而使之在圓盤上展開，并朝向其流下液體或者對其進行噴霧，而連續地進 行涂覆。考慮該裝置存在代替粒狀物質而供給粉體原料并使粉體原料與液體原料混合而作 為混合裝置來使用的可能性。為了實現用于使蛋白質微粒子水化的均勻混合，使向旋轉圓 盤的中心供給的粉體原料的流量準確地一定化，并且在全部的方向上成為完美均勻的流動 是必不可少的。
[0012] 專利文獻4中，向以中速旋轉的圓盤的中心定量供給粉體原料，并在接近外周部 的位置形成較薄的粉的層。另一方面，與該旋轉圓盤同軸上地設置高速旋轉的噴霧器，使定 量供給的液體原料連續地霧化、放射，并從液體流的后方高速地吹至在旋轉圓盤上展開的 粉層，而連續地產生兩者的微觀上均勻的瞬間結合。結果，連續地得到粉體原料和液體原料 均勻的混合體。由此，由于從最初開始進行粉體原料和液體原料均勻的混合，所以不需要攪 拌混合。避免與此相伴隨的混合物的質的劣化，并且實現工序的顯著的縮短和裝置的簡化。 尤其用于以小麥粉為主體的粉體原料和以水為主體的液體原料的混合，而能夠以縮短的簡 單的工序來制造高品質的面包、面條類。
[0013] 專利文獻1 :日本特公昭61-21693號公報
[0014] 專利文獻2 :日本特開號公報
[0015] 專利文獻3 :美國專利第3017854號說明書
[0016] 專利文獻4 :國際公開第2008/015756號
[0017] 然而，專利文獻1的高速攪拌機中，水的供給從一處產生，從而在該瞬間產生加水 不均。用高速旋轉的旋轉葉片攪拌該不均而使之均勻，并使之結合。然而，仍然無法防止產 生由攪拌導致的面團的剪切破壞。
[0018] 并且，專利文獻2的加水方法與專利文獻1的加水方法相比，均衡性優異，從而攪 拌能夠更加高效。但是，制成的面團是水分的含有量不均衡的所謂松散狀，無法直接進行制 面條和制面包。并且，即使進行簡單的擱置，水分擴散也不從過度地具有水分的部分開始進 行，結果需要面團捏合機的處理。即，面團品質因面團捏合機的攪拌作用而受到損害。
[0019] 并且，在制造面包的情況下利用專利文獻1或者專利文獻2中記載的裝置進行攪 拌混合，而難以避免上述的問題，從而在得到面筋的良好的組織方面存在問題。在制造商 中，甚至有為了通過面筋組織的強化來使膨脹良好而使用致癌性物質亦即溴酸鉀作為添加 劑的案例。該制造商在燒制工序中使之全部分解，從而確認到安全性。然而，也存在繼續提 出索賠的消費群體、限制使用的國家（EU、加拿大、中國等），不能說安全性的爭論解決了。 盡管如此，制造商還敢于繼續使用的事實比任何事實都能說明面筋的組織生成的重要性以 及其良好的組織制作的困難度。
[0020] 在以高品質為目標的情況下進行手捏，但需要熟練和時間。在進行利用擱置產生 的水分擴散的情況下，為了抑制異常發酵而需要冰箱。在制面包過程中，仍然難以實現品質 和成本的兼得。
[0021] 并且，專利文獻3的裝置中，一般而言，粉體的粒子較細從而在其集合體的行動 中，由摩擦支配的程度較強，與液體不同而不產生層厚的自律的水平化。結果，混合物內的 混合的比率的偏差變大，混合物的品質變得不完全。并且，專利文獻3中，相對于在圓盤上 展開的粉粒體原料，以流下或者噴霧的方式使液體原料接觸，并使之混合。在相對于粉粒體 原料以流下的方式使液體原料接觸的情況下，與專利文獻1的方法類似，因與上述相同的 理由而混合變得不均勻。并且，即使在相對于粉粒體原料以噴霧的方式使液體原料接觸的 情況下，在微觀方面看，實現混合的均勻化在原理上是不合理的。這是由于，即使對粉體原 料單純地吹霧，在表層部和下層部中液滴的接受方式產生差，也未設置促進表層部和下層 部的更換的機構。
[0022] 并且，專利文獻4的裝置中，實際上，使定量供給的液體原料連續地霧化?放射，相 對于在旋轉圓盤上展開的粉層從流動的后方高速地進行吹拂，而無法連續地產生兩者的微 觀上均勻的瞬間結合。具體而言，無法均衡地平整粉體，并且僅對粉體的表面噴霧而水分無 法到達至內部，另外無法消除不需要的粉體的飛散。
[0023] 如上所述，以往技術的粉體與液體的混合存在重大的問題。

【發明內容】

[0024] 鑒于上述課題，本發明中，提供使粉體材料和液體材料均勻地混合的混合裝置。
[0025] 本發明的混合裝置具備第一圓盤、第二圓盤、第三圓盤、第四圓盤以及第五圓盤。 第一圓盤以鉛直軸為中心旋轉，將從該鉛直軸方向供給來的粉體原料向外緣方向放射。第 二圓盤配置成從上述第一圓盤的上表面離開規定的距離，并且是靜止的圓盤。第二圓盤設 為，在因離開該規定的距離而形成的第一間隙，通過在上述第一圓盤上放射出的上述粉體 原料并使之平整。第三圓盤覆蓋上述第二圓盤，與上述第一圓盤同軸旋轉，并具有在旋轉過 程中將被供給來的液體原料霧化而向外緣方向放射的霧化頭。第四圓盤具有比該第三圓盤 的半徑小的半徑，從該第三圓盤的下表面離開規定的距離地固定于該第三圓盤，與該第三 圓盤同軸且一體地旋轉。第四圓盤是在最外周部、具有水平的上表面和有朝向外緣側而向 上傾斜的下表面的圓盤。第四圓盤設為，在形成于該第四圓盤的上表面與上述第三圓盤的 下表面之間的第二間隙，通過上述霧化后的液體材料。第五圓盤是設于上述第四圓盤的下 方、從該第四圓盤的下表面離開規定的距離地配置、與上述第一圓盤同軸且一體地旋轉、并 具有比該第四圓盤的半徑大的半徑的圓盤。第五圓盤設為，在形成于該第五圓盤的上表面 與上述第四圓盤的下表面之間的第三間隙，通過由上述第二圓盤平整后的上述粉體材料。 以從上述第四圓盤的上面以及下面方向夾持該第四圓盤的方式，上述第三圓盤的外緣側的 下表面與上述第五圓盤的外緣側的上表面對置地合在一起。第四間隙是形成于上述第四圓 盤的外緣、上述第三圓盤的外緣側的下表面、以及上述第五圓盤的外緣側的上表面之間的 間隙。在第四間隙，且在上述第三圓盤和上述第五圓盤對置地合在一起的部分堆積從上述 第二間隙放射出的上述液體原料與從上述第三間隙放射出的上述粉體原料結合后的混合 物。與該堆積了的混合物的量以及施加于混合物的離心力對應地，進行該對置地合在一起 的上述第三圓盤的上壓或者上述第五圓盤的下壓，從而沿上述第三圓盤以及上述第五圓盤 的圓周方向放射該混合物。
[0026] 上述混合裝置還具備圓環狀部件和收取部。圓環狀部件是在其內徑配置上述第三 圓盤和上述第五圓盤、并使從上述第三圓盤和上述第五圓盤的外緣部放射出的上述混合物 在內徑的側面堆積的圓環狀的部件。收取部將堆積于上述圓環狀部件的內徑的側面的混合 物刮落。
[0027] 上述第五圓盤的上述第一間隙處的下側由彈性部件支承，該彈性部件在鉛直方向 上具有彈性。在上述第三圓盤和上述第五圓盤，以上述對置地合在一起的方式埋入有磁鐵。
[0028] 使用了本發明的混合裝置進行粉體材料和液體材料的混合的混合方法如下述。本 發明的混合裝置具備第一圓盤、第二圓盤、第三圓盤、第四