JP2012011364A - シェイクミキサー攪拌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】主に食品・医薬品製造分野において、攪拌羽根を使用せずに効率よく原材料を溶解、混合、攪拌することが可能な高水準のサニタリー性能と洗浄性能を有する攪拌装置を提供する。
【解決手段】このシェイクミキサー攪拌装置によれば、容器１内部に攪拌羽根、邪魔板などを使用することなく容器全体を外力により内溶液に遠心力、慣性力を発生させ内溶液を攪拌することが可能となる。その結果、容器には攪拌羽根を駆動するモーターもなく軸封部分も存在せず、攪拌羽根の洗浄も不要となるため、高水準のサニタリー性能を維持できる。また、容器本体は回転運動をしないため、攪拌中は液入口や排出口に配管（フレキシブルホース）を接続したまま着脱せずに攪拌が可能で、容器を密閉構造としておけば完全なアセプティック環境下での攪拌が可能となり、同時に温冷媒ジャケットによる加熱冷却運転も可能。
【選択図】図２

Description

この発明は、食品・医薬産業界における攪拌装置に関するものである。産業界では主に化学装置として一般的に攪拌翼や攪拌羽根による攪拌装置がある。これらは沈降防止や混合、分散、均一化といった目的に応じた形状の攪拌翼、攪拌羽根を持ち、用途に応じて使い分けを行っている。ところが食品・医薬業界においては、その製品の特質により高いサニタリー性を要求され、液溜りのない洗浄性の高い装置を開発する必要があった。

従来の技術・背景

従来の攪拌装置において攪拌羽根の形状は、攪拌する製品の量、粘性、液特性などによって様々な形状から最適なものを選定する。つまり製品に対し最適な攪拌を行うには、異なる性質の液を同一容器、同一攪拌羽根で行うことは困難であり、液質によって複数台数の攪拌装置が必要である。

通常のケミカルプラントでは、特に羽根の形状は攪拌性能を重視しており、食品・医薬品業界の求めるサニタリー性、洗浄性に対しては意識されていないものが殆どである。シェイクミキサーのユーザーとして考えている業界では、製品の攪拌性能だけでなく装置の洗浄性を考慮した羽根の構造や機能が要求され重要視される。

本発明は食品・医薬品業界向けの攪拌装置として、まったく新しい発想で製品を攪拌する装置である。本装置には従来の攪拌装置に必ず使用される攪拌翼（羽根）がないのが特徴で、製品自身の持つ慣性エネルギーにより製品自身に運動エネルギーを発生させ、製品の攪拌を行うものであること。

本装置は電子サーボモーター及び電子サーボシリンダーの動力をスラストターンテーブルへ伝え、装置架台より支持されたターンテーブル上に容器を固定し、徐々に駆動エネルギーを容器に伝達し、その結果容器内部製品の慣性エネルギーを徐々に増幅させることにより攪拌エネルギーを得ること。

本装置は上記の駆動部と、攪拌する液の量、粘性、液特性により設計された形状の容器とを組み合わせることにより、様々な製品の攪拌に対応できること。

発明が解決しようとする課題

本発明により従来型の攪拌装置にサニタリー性、洗浄性を求めるユーザーに対し、攪拌翼（羽根）のない攪拌機を提供することにより、究極のサニタリー環境を提供すること。

本発明により攪拌を必要とするプロセスをバッジ処理ではなく、密閉した容器環境を連続的に処理することが可能となり、完全な無菌環境での処理が実現し、プロセス間の装置や配管の洗浄工程も簡略化されることで今までにないアセプティック環境を提供すること。

課題を解決するための手段

シェイクミキサーに取り付く容器の形状は様々である。またミキサーの制御方法についてもその回転エネルギー（正転・逆転０〜２５０ｒｐｍ）及び軸心偏芯量（±２０ｍｍ）により様々で、攪拌対象物の量、粘性、液特性によりこれらを組み合わせることで様々な攪拌用途に対応する。容器の形状は円筒、角柱円錐、角錐、不等辺角柱、不等辺角錐などにアンバランスな加重バランスを与えて液の慣性力を生み出し、また容器内部に滑らかな突起（ディポット）を形成することで液を拡散し、様々な攪拌効果を得ることができる。

０００９項のような構造の容器はすべてサニタリーデザイン（液溜りがなく洗浄しやすい構造）となっており、また容器内に翼や羽根がなく洗浄性に優れる。これらの容器は簡単に着脱交換することができるため、１台のシェイクミキサーに様々な形状の複数容器を準備すれば、様々な攪拌条件を１台の装置で対応することができる。

本装置の容器は回転することなく液の慣性力により攪拌することができるため、例えば液入れのノズルにフレキシブルホースを接続、液出口バルブの先に製品払い出し用のフレキシブルホースを接続したままの状態で攪拌運転を行えるので、攪拌しながらの液投入、原材料投入と攪拌製品の排出がフレキシブルホースを外さずに密閉状態のまま可能となる。また容器に加熱・冷却を目的としたジャケットを取り付けて温冷媒をフレキシブルホースで繋いだ配管で循環することで、製品の加熱・冷却プロセスを密閉したまま行うことができる。

装置駆動部の平面図である 装置駆動部の側面図である （符号１）容器本体 （符号２）ロッドエンド （符号３）スラストターンテーブル上段 （符号４）スラストターンテーブル下段 （符号５）回転用電子サーボモーター （符号６）回転軸芯調整用電子サーボシリンダー （符号７）カウンターバランスウエイト 装置の制御タイムチャート図である 装置の全体図である （符号１）制御盤 （符号２）操作パネル （符号３）容器本体 （符号４）駆動装置本体

Claims (3)

1. 攪拌羽根（翼）を使用することなく、原料を入れる容器本体をその外側から外力によって正転、逆転させ、かつ軸心を偏心させることにより内溶液に遠心力、及び慣性力を発生させ、内溶液（あるいは粉）を混合、分散、均一化を行うための攪拌装置。
2. 前項の攪拌装置により容器に伝達する動きは、容器下の電子サーボモーターおよび電子サーボシリンダーの回転、昇降運動により発生する。きめの細かい制御を行うため、サーボモーターの初速度、加速時間、減速時間、モーター回転数や軸心ポジショニングの制御を独立して行い、また攪拌する内溶液（粉）の種類、品質、特性、処理量により個別設定し、また容器の形状を攪拌の目的によって変えることにより容器内の液（粉）の動きを変幻自在にコントロールする攪拌装置、及びこれを制御する自動制御ソフトウエアーを有する攪拌装置。
3. 前項の電子サーボモーターにより発生する遠心力、慣性力をスムースに容器に伝達させるために、容器重心より高い位置を支点としてロッドエンドにより吊り下げられた独立する２段のスラストターンテーブルを有する攪拌装置。

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