液中磨砕装置、液中磨砕システム、及び、液中磨砕方法
【課題】 特に豆乳・豆腐製造等において、消泡剤を必要以上に用いる必要がなく、さらには無消泡剤化（有機農産物加工食品規格対応への一部）にも対応し易く、豆乳や豆腐の風味や保存性を改善する。
【解決手段】 固体原料６と液体原料８が投入供給されるホッパー５と、固体原料６を液体原料８とともに磨砕部において磨砕する磨砕室１２備え、前記ホッパー５と磨砕室１２の間に、かつ、液面下に制流手段Ｓ，１０７が設けられている。
【解決手段】 固体原料６と液体原料８が投入供給されるホッパー５と、固体原料６を液体原料８とともに磨砕部において磨砕する磨砕室１２備え、前記ホッパー５と磨砕室１２の間に、かつ、液面下に制流手段Ｓ，１０７が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば穀物や医薬原料等の固体原料を液中磨砕装置によって粉砕・磨砕する際に使用される液中磨砕装置に関するものであり、特に、空気の混入を防ぐための液中磨砕装置に関する。さらには、固形原料と液体原料を長時間安定して供給し、排出する装置を備えた液中磨砕システム、液中磨砕方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、水漬けした大豆に挽き水を加えながら磨砕してゴ液にして、豆乳や豆腐をつくる伝統的な製法では、そのゴ液に空気が混入しており、その後の煮沸において吹きこぼれを起こしたり、ムラ煮えの原因になるため、消泡剤を使用してそれを防止している。余計な食品添加物の使用は消費者に敬遠されるばかりでなく、生産者にとっても利益を圧迫している面もある。消泡剤はこのように磨砕時に混入する泡を消すために、食品業界に限らず、広く使用されている。
【０００３】
このような状況から、大豆等の固体原料を粉砕、あるいは磨砕する磨砕装置の改良がなされ、特許文献１や特許文献２には、空気を混入しない密封容器内で穀物や豆類を微粉砕するポンプミルが開示されている。特許文献３には、真空又は嫌気性ガス雰囲気中における液中磨砕方法が開示されている。特許文献４や特許文献５には浸漬大豆を無酸素雰囲気下（水中磨砕）で磨砕する方法が開示されている。特に特許文献５には水中磨砕方法（装置）として磨砕機の前後に定量ポンプを連結する方法が開示されている。特許文献６には定量ポンプで磨砕機に押し込む方法の開示がなされている。
【特許文献１】実開昭５１−７４８６４号公報
【特許文献２】実開昭５０−５３４８１号公報
【特許文献３】特開平３−１６６５６号公報
【特許文献４】特開昭４８−２８６５６号公報
【特許文献５】特開昭５２−１５４５４５号公報
【特許文献６】実公平６−４２４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来、考案されていた液中粉砕法では、大がかりで高価な設備と広い設置スペースが必要であり、複数の容積式ポンプ等の高額な付帯設備費用が必要である。また後工程でデアレータ処理を行うこともなされていた。また、従来の方法はいずれも固形原料と液体原料を圧入する技術思想で行われており、液体原料の割合が高まると、粉砕状態が粗くなったり、磨砕機における負担が大きく、必要以上に高馬力のモータを必要として、その分、余分なエネルギーを使用し、原料の発熱劣化による製品品質低下も起き得た。また高濃度の固形原料（例えば液体原料と１：１）では特に長時間の運転中に、固形原料が閉塞するなどの運転上のトラブルに繋がりやすかった。そのため、現状、液中磨砕はあまり普及していない。
【０００５】
特に、液体原料が固体原料に対して少ない場合、液体原料だけが先に通過しやすく、固体原料と液体原料をバランスよく１回の通過で連続磨砕することは、処理能力や濃度（固体原料と液体原料の比率）の調整範囲が狭く、安定させることは非常に難しい。そのため従来は、１バッチ毎に循環磨砕処理を断続するバッチ連続処理を行うか、数回繰り返し粉砕を行い磨砕する処理しかないのが実情であった。
【０００６】
本発明は、これらの問題点を解消し市場のニーズに応えることを目的に提案されたものであり、従来通りの原料や設備を用いることができ、最小限の初期投資で安定した連続運転と製品の高品質化を実現することが可能な液中磨砕装置、液中磨砕システム、及び、液中磨砕方法を提供することを目的とする。また、本発明は、特に豆乳・豆腐製造等において、消泡剤を必要以上に用いる必要がなく、さらには無消泡剤化によって有機農産物加工食品規格への対応も容易になる。豆乳や豆腐の風味や保存性を改善することが可能で、しかも、磨砕機のような連続的で激しい旋回流の液体中に、空気を混入させずに固形原料を混入させるいかなる場合にも適用できる液中磨砕装置、液中磨砕システム、及び、液中磨砕方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、液中磨砕装置を連続運転するに当たり、固体原料を詰まらせることなく、液体原料とバランスよく供給でき、長時間安定した運転が可能である、安価な供給システムについて追究した結果、特に液中磨砕装置の供給口において固体原料と液体原料の制流を行うことが有効で、十分に空気を噛まない、長時間の連続運転が可能であることを見出し、本願の発明を完成するに至った。また、本発明では泡発生の主たる原因が磨砕工程にあることを重視し、従来の液中磨砕方法の問題（長時間の連続運転不安定、高濃度磨砕が困難、装置が高価等）を解決するに至った。
【０００８】
このような知見に基づいて完成されたのが請求項１記載の発明である。すなわち、本願請求項１記載の発明は、固体原料と液体原料が投入供給されるホッパーと、固体原料を液体原料とともに磨砕部において磨砕する磨砕室を備え、前記ホッパーと磨砕室の間に、かつ液面下に制流手段が設けられていることを特徴とする。また、本発明は、固体原料を液体原料とともに磨砕室内の磨砕部において磨砕し、スラリー状とするに際し、ホッパーから供給される固体原料及び液体原料を制流しながら磨砕室内に供給するとともに、前記液体原料の液位が前記磨砕室内を満たし、且つ前記ホッパーの少なくとも一部を満たすように設定し、前記磨砕を行うことを特徴とする。なお、液中磨砕装置の排出側は開放状態で落差によってバランスタンクに受けてもよい。
【０００９】
前記請求項に係る本発明の液中磨砕装置では、液中において固体原料の磨砕が行われる。したがって、磨砕された固体原料と液体原料の混合スラリー（磨砕物）が空気を抱き込むことがない。ここで特に、制流手段をホッパーと磨砕室の間に設けることにより、磨砕部の回転によって発生する渦が遮断され、一定レベルまで原料が満たされているホッパー内における渦の発生が防止される。その結果、空気（泡）を噛み込む現象が回避され、消泡剤やエネルギー消費を軽減できる。
【００１０】
また、前記制流手段としては、１枚〜複数の平板を設ける手段、２枚の平板を十字に組み合わせた渦巻き防止器を設ける手段等の特別な可動部等がなくても構成でき、固体原料が磨砕室に供給される前に粗粉砕されることもない。また磨砕機は基本的に１連（１ユニットに１台）で構成するシステムである。
【００１１】
本発明の液中磨砕装置用の制流手段は、比較的簡易な構成要素の追加で済むことから、設備投資は僅かなもので済む。また、広い設置スペースや高額な付帯設備は不要である。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の液中磨砕装置に設けられる前記制流手段が、液中磨砕装置の供給口付近に、１枚〜複数の平板を設ける手段、２枚の平板を十字に組み合わせた渦巻き防止器を設ける手段、配管内に螺旋を設ける手段、配管を蛇行させる手段、又は、ホッパーから供給口に至る部分を固体原料が十分通過できる程度に狭く構成する手段のいずれかであることを特徴とする。本発明における静的制流手段（非可動式）をホッパーと磨砕室の間に設けることにより、磨砕部の回転によって発生する渦が遮断（制流）され、一定レベルまで原料が満たされているホッパー内における渦の発生が防止され、空気（泡）を噛み込む現象が回避されるとともに、固形原料が比較的スムースに磨砕室に供給され、消泡剤やエネルギー消費を軽減できる。なお本発明のように可動部等がない制流手段では、比較的簡易な構成要素の追加で済むことから、設備投資は軽減できる（図９〜１３の各（ａ）（ｂ）参照）。
【００１３】
請求項３記載の発明は 請求項１記載の液中磨砕装置に設けられる前記制流手段が、液中磨砕装置の供給口付近に、流路を拡大する形状を有するものであり、その中央付近に配置された分流体に前記拡大された流路を仕切る形で複数の羽根が取り付けられていることを特徴とする。本発明では、静的制流手段（固定形）をホッパーと磨砕室の間に設けることにより、磨砕室の回転流によって発生する渦が遮断（制流）され、一定レベルまで原料が満たされているホッパー内における渦の発生が防止される。その結果、特に固形原料がスムースに磨砕室に供給され、空気（泡）を噛み込む現象が回避され、消泡剤やエネルギー消費を軽減できる。なお本発明のように可動部等がない制流手段では、比較的簡易な構成要素の追加で済むことから、設備投資は軽減できる（図１９、２０（ａ）〜（ｃ）、図２１、図２２、図１４、図１６、図４７参照）。
【００１４】
請求項４記載の発明は請求項１記載の液中磨砕装置に設けられる前記制流手段が、少なくとも一つの羽根車により、ホッパーから供給される固体原料を磨砕室に供給することを特徴とする。該羽根車は１軸回転羽根、２軸回転羽根、またはスクリュー螺旋羽根などが上げられる。本発明では、動的制流手段（可動形）をホッパーと磨砕室の間に設けることにより、磨砕室の回転流によって発生する渦が遮断（制流）され、一定レベルまで原料が満たされているホッパー内における渦の発生が防止され、空気（泡）を噛み込む現象が回避されるとともに、特に固形原料が極めてスムースに磨砕室に供給され、消泡剤やエネルギー消費を軽減できる。なお本発明のように可動部がある制流手段では、固形原料の供給が正確になり、磨砕物の濃度が安定する。若干の構成要素は増えるが、依然、従来技術に比べれば、設備投資は軽減できる。なお、スクリュー螺旋羽根の場合固形原料を押し込むように回転し、磨砕機の回転方向とは逆であった方が効果的である。（図１〜図５、図１５、図１８、図２３、図２６〜図４６参照）
【００１５】
請求項５記載の発明は請求項１記載の液中磨砕装置に設けられる前記制流手段が、少なくとも一つの送りロールを有する送り手段を備えるか、又は、少なくとも対向する一対の送りロールを有する送り手段を備えるか、更に、これらのロールの外周に溝が形成されて、ホッパーから供給される固体原料を磨砕室に供給することを特徴とする。本発明によるロールである動的制流手段（可動形）をホッパーと磨砕室の間に設けることにより、磨砕室の回転流によって発生する渦が遮断（制流）され、一定レベルまで原料が満たされているホッパー内における渦の発生が防止され、空気（泡）を噛み込む現象が回避されるとともに、特に固形原料が極めてスムースに均一に磨砕室に供給され、消泡剤やエネルギー消費を軽減できる。また、ロールには固形原料をつかみやく、定量的な送り込み 効果が得られるように、その表面状態（凹凸状態、軸方向と平行な溝や回転方向の溝、軸に対して斜めや螺旋状の溝、滑り止めや高摩擦機能の有する材料を用いてもよい。）であることが望ましい。更にロールの外周の回転方向に沿うように溝が形成されていることにより、水(液体原料)の通り抜けを良くし、大豆(固体原料)だけを磨砕室側に移動させる。なお本発明のように可動部がある制流手段では、固形原料の供給が正確になり、磨砕物の濃度が安定する。若干の構成要素は増えるが、依然、従来技術に比べれば、設備投資は軽減できる（図１５、図２４、図２６、図２８、図２９、図３１〜３３、図３４（ａ）〜（ｄ）、図３６〜４１、図４８参照）。
【００１６】
請求項６記載の発明は制流手段を有する請求項１〜５記載の液中磨砕装置の排出口に設けられる、磨砕物を送液する送液制御手段を有していることを特徴とする。
本発明では、磨砕装置の排出口に磨砕物の流量や内圧を制御する手段を設けることによって、磨砕室から、前記制流手段を含む、前記ホッパー内の一部までの間に、液体原料（または固形原料）で満たして、気密性を保持しつつ液中磨砕を維持することができる。
【００１７】
請求項７記載の発明は制流手段を有する請求項６記載の液中磨砕装置であってその排出口に送液制御手段を有している磨砕装置において、その送液制御手段が、バルブ、背圧弁、自動調節弁のうち少なくとも１つの送液抑制手段であるか、または、定量ポンプ（容積式ポンプ）、遠心式ポンプ、磨砕機回転駆動部材に羽根等を取付けて加圧機能を付与した手段、減圧吸引手段のうち少なくとも１つの送液促進手段を組み合わせた手段の、いずれかであることを特徴とする。本発明では、前項の通り、気密性を保持しつつ液中磨砕を維持できる上、磨砕機の吐出圧がある場合、抑制手段だけでもよく、また、下記のように抑制手段と促進手段を組み合わせてもよい。
【００１８】
ここで、送液抑制手段は、手動バルブ（ボールコック、バタフライ弁等）の他、バネを利用した背圧弁や空気圧駆動による自動調整弁などのバルブ類、チャッキ弁、オリフィスなど配管内抵抗の発生する機構であり、いずれか１つ、または２つ以上併用することも特に限定しない。なおサイホン式も抑制・促進手段の両機能を備えて、簡易な方法で利用できる（図８、図３７、図３８参照）。送液促進手段は、定量ポンプ（容積式ポンプ）、遠心式ポンプ、磨砕機回転駆動部材（例えば回転砥石の円形ベース金属の外周に複数の羽根を溶接取付した形態）に羽根や溝等を設けて加圧機能を付与した手段、減圧吸引手段（デアレータ、真空ポンプ、ブロア、エジェクター等）のうち少なくとも１つの送液促進手段を組み合わせた手段のいずれか１つ、または２つ以上併用することも特に限定しない。また前記抑制手段と任意に組み合わせてもよい。ただし定量ポンプ（容積式ポンプ：ロータリーポンプ、モーノポンプ、チュービングポンプ、ベーンポンプ、ギヤポンプ）との組み合わせは運転中は完全閉塞しないよう制御することはポンプの損傷を避けるため必要である。なお定量ポンプは停止すると密閉性が比較的高いので、抑制手段としても活用することもできる。なお前記磨砕機回転駆動部材はそれ自身回転遠心力があり、磨砕物をある程度吐出する機能があるので、それ加えて抑制手段として、排出口に設けた背圧弁等を設けたりしてもよく、極めて安価なシステムを構築できる。なお本発明のように磨砕機出口に流量制御手段を設けることによって、液中磨砕を実現しやすくなり、能力や磨砕粒度の安定性も向上する。また定量ポンプ等を排出口に連結し、粉砕物を吸い出す（又は粉砕物の吐出を抑える）ように設置しても構わない。すなわち、流体を制御できるバルブであれば特に限定されない（図１、図２、図４、図５、図１６、図１７、図１８、図２１、図２２、図２６、図３６、図３９、図４０９、図４１〜４７参照）。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７記載の液中磨砕装置において固体原料と液体原料を投入するホッパー内の前記原料のレベルを液位センサによって検知し、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた送液制御手段によって一定に指示調節することを特徴とする。本発明によれば、固形原料の状態や供給量など微小な負荷変動による処理能力の変化によって、液体原料が先走り、固形原料が磨砕機に詰まって、一時的に閉塞したり、運転中断になることを防止できる（（図２、図５、図１５、図１６、図１７、図１８、図２２、図４０参照）。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、前記磨砕装置における液体原料や固体原料の流量を、各原料計量手段によって検知し、または磨砕物の流量を、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた流量計で検知し、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた送液制御手段によって、一定に調節することを特徴とする。また、本発明によれば、液体原料や固形原料のそれぞれについて、流量計や重量計等によって流量を検知して前記送液制御手段により、液体原料と固形原料の流量を一定にすることができる。また、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた流量計で磨砕物の流量を検知して、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた送液制御手段によって、一定に調節することを特徴とする。（図１４、図２１、図３９参照）。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜７、８記載の磨砕装置であって液体原料や固体原料を投入するホッパー内の前記原料のレベルを液位センサによって検知し、前記磨砕装置の回転磨砕部材の回転数を制御することによって、一定に調節することを特徴とする。本発明によれば、固形原料の状態や供給量など負荷の大小や要求される品質によって磨砕機の回転数を変更したり、ホッパー内の液位の調節手段として、他の手段（例えば請求項７や請求項８記載）との組み合わせによって、微小な負荷変動や一時的な閉塞を防止できる（図１６））。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜７、９記載の磨砕装置であって、液体原料や固体原料の流量を、各原料計量手段（流量計や重量計）によって検知し、または磨砕物の流量を、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた流量計の信号によって検知し、前記磨砕装置の回転磨砕部材の回転数を制御することによって、一定に指示調節することを特徴とする。
本発明によれば、液体原料や固形原料のそれぞれについて、流量計や重量計等によって流量を検知して前記磨砕装置の回転磨砕部材の回転数を制御することによって、液体原料と固形原料の流量（もしくは磨砕物の流量）を一定にすることができる。また、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた流量計で磨砕物の流量を検知して、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた送液制御手段によって、磨砕物の流量を一定に調節することを特徴とする（図１７）。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜８、１０記載の液中磨砕装置であって、前記ホッパー内の前記原料レベルを液位センサによって検知し、液体原料や固体原料の流量計の信号を、比率設定器を介して、固形原料の供給装置の供給量と、液体原料の供給装置の供給量の比率を一定に指示調節しながら、前記ホッパー内の原料のレベルを一定に調節することを特徴とする。本発明によれば、液体原料と固形原料との比率、すなわち固形原料の濃度を自在に変更できる上、各原料計量器の計量モニターが可能で品質管理にも役立つ。また負荷変動や磨砕部の条件の変動により、固形原料対液体原料比が一定でも、固形原料の粒度が変化することがあり、その後の工程で分離装置がある場合、抽出率に影響することに繋がるが、本発明によって、総流量またはホッパー液位を一定に保ち、固形原料対液体原料比を微調整し、高品質な磨砕を実現できる（図１８）。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２記載の液中磨砕装置を含むシステムであって、前記磨砕装置の排出口が脱泡装置の流入口、加熱装置の流入口に連結されていることを特徴とする。本発明によれば、液中磨砕装置によって空気を抱き込まない状態の磨砕物を一旦空気に触れさせることなく、連続して、連結された脱泡装置、加熱装置、分離装置に直ちに移送されるので、製品への空気の噛み込みを最小限に抑えることが可能になる（図４）。
【００２５】
請求項１４記載の発明は固体原料を液体原料とともに磨砕室内の磨砕部において磨砕し、スラリー状とするに際し、前記固体原料を制流手段によって磨砕室内に供給するとともに、液体原料をホッパーから供給し、前記液体原料の液位が前記磨砕室内を満たし、且つ前記ホッパーの少なくとも一部を満たすように設定し、前記磨砕を行うことを特徴とする液中磨砕方法である。本発明では、制流手段を設けることによって、磨砕室付近で発生する、強く激しい旋回流によって、固形原料が流入することが妨げられることを防止し、固形原料が液中下で、磨砕室にスムースに供給でき、長時間安定した連続運転（バッチ運転）が可能になる（図５にバッチ式の液中磨砕システムの代表例を示す。）。また、図３に示すように、排出口１３からの配管を液体原料１０３位置と一旦同じ高さにして配することによっても磨砕物が粉砕中に空気を抱き込むことがなくなる。
【００２６】
以上、本発明の液中磨砕装置、液中磨砕方法では、液体原料が磨砕室内を満たし、且つホッパーの少なくとも一部を満たすように設定することにより、いわゆる液中粉砕が実現し、磨砕物が粉砕中に空気を抱き込むことがなくなる。その結果、消泡剤の使用も必要最低限で済む。ここで特に、制流手段をホッパーと磨砕室の間に設けることにより、磨砕部の回転によって発生する渦が遮断され、ホッパー内における渦の発生が防止される。その結果、固体原料の流入を妨げる現象や、気泡を噛み込む現象が回避される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、従来通りの原料や設備を用いることができ、最小限の初期投資で安定した連続運転と製品の高品質化を実現することが可能な液中磨砕装置、液中磨砕システム及び液中磨砕方法を提供することが可能である。また、本発明によれば、特に豆乳・豆腐製造等において、消泡剤を必要以上に用いる必要がなく、さらには無消泡剤化（有機農産物加工食品規格対応への一部）にも対応し易く、豆乳や豆腐の風味や保存性を改善することが可能な液中磨砕装置、液中磨砕システム及び液中磨砕方法を提供することが可能である。すなわち、本発明は特に粉砕・磨砕をする際、特に、原料と空気との接触を防いで泡の噛み込みを防止し、余計な消泡剤を加えたり、脱気処理が必要なく、安価で効率の良い、簡易なシステムの構築が可能になる。豆腐製造の場合、消泡剤を余分に使わず、全く消泡剤を使わないことも可能になり（高価な消泡剤を使わなくて済み、豆腐製造原価低減に貢献できる。）、ゴ液の比重が高く、その後のポンプ搬送において送液効率が高くなる。ただし消泡剤については品質改良剤として製品品質上、有益である場合があり、その場合、本発明においては、ホッパー内の水面下から、それ以降の任意の部位に液体状の消泡剤を圧入することは可能である。その消泡剤は粉体状では扱えないので、液状のものや、粉体の製剤を食用油などに分散または溶解・乳化させたものを利用することができる。
【００２８】
また本発明によれば、例えば豆乳・豆腐製造において磨砕物（いわゆる生ゴ）に空気が噛まない状態であるため、その後の加熱工程においては熱の伝達が効率よく行われ、蛋白質の均質な熱変性を起こすことになり、これが最終製品である豆乳や豆腐の品質に好ましい効果を与える。例えば、ムラ煮えが防止され保存性が向上する。泡を多く噛み込んだ生ゴ液を煮沸する場合、煮沸時の吹き上がり（気泡の膨張）やムラ煮え等の原因ともなり、味や品質への悪影響を防ぐことができる。さらにゴ液が吹きこぼれたりすると、機械装置を汚すばかりでなく、様々な計器や機器類の故障にもつながり、機械装置のメンテナンス費用が増大し、そのまま放置されれば、作業安全上、危険な状態にも陥りやすい。
【００２９】
さらに、本発明の液中磨砕システムによれば、固形原料：液体原料比が１：１〜１：５等の高濃度であっても、１：７〜１：１０等の低濃度であっても、空気を噛み込ませず、長時間、安定した供給を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を適用した液中磨砕装置、液中磨砕システム、及び液中磨砕方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
（第１の実施形態）
本発明の液中磨砕装置の基本構成は、固体原料と液体原料が投入されるホッパーと、固体原料を液体原料とともに磨砕部において磨砕する磨砕室を備える。図１は、液中磨砕装置２を示すものであり、本例では、縦型の液中磨砕装置２の上方に設けられた原料供給口３に接続する形で制流手段Ｓが取り付けられている。図２と図３から図７は、上記制流手段Ｓを有する液中磨砕装置２を使用した液中磨砕システムの例を示すもので、図５では、ホッパー５に設けた液位センサ１０によって検知される液体原料８の液位に基づいて、調節計３３及びインバータ３４によってポンプ１４の回転数（流量）を制御し、ホッパー５内の液体原料８の液位が一定に保たれるようにしている。図１〜図５では、上記制流手段Ｓは、移送パイプＰｉ内に対向する２軸ロール（送りロール）２３，２４が回転可能に軸支され、これら送りロール２３，２４間で固体原料６を予め粗粉砕することなく、適度にクリアランスの広い状態し、磨砕装置２内へ供給するようにした例であるが、この制流手段Ｓ、１０７としては、後述するものが適用可能である。図６、図７では静止型制流手段の例を示すものである。いずれも磨砕機の原料供給口３の内部に発生している強力な渦流Ｕを防止しながら、固形原料と液体原料を分離させずに均等に磨砕室１２に送り込むことができる。
【００３２】
ホッパー５は、固体原料と液体原料が投入されるものであれば、特に限定されない。そして、ホッパー５には、液体原料８を導入するための液体原料導入管９がホッパーの底部側（液体原料８の水面下）に設けられている。ホッパー５に供給された液体原料８は、ホッパー５内から固体原料６とともに原料供給口３から液中磨砕装置２内へと投入される。
【００３３】
ホッパー５には、ホッパー５内の液体原料８の液位を検知する液位センサ１０が設置されている。後述の通り、液中磨砕装置２においては液中粉砕が行われるが、このとき、ホッパー５内において液体原料８の液位が低下し過ぎると、液中磨砕装置２に供給される原料中に空気が混入するおそれがある。そこで、前記液位センサ１０によって液体原料８の液位を監視し、空気の混入を防止する。液位センサ１０としては、圧力センサ、磁歪式センサ、フロート式センサ、超音波式センサ、レーザ式センサ、レーダ波式センサ、複数の電極等、任意のセンサを用いることができる。液位の調整は、例えば液位センサ１０の信号を調節計に入力し、後述の排水口に設けられたポンプやバルブ等の流量制御装置に対して、オン−オフ制御やＰＩＤ制御を行う。なお、固体原料のレベルも、同様にレベルセンサを用いてコントロールすることも可能であり、有効である。液中磨砕装置２の回転砥石１１ｂの回転数や前記排出側の調節弁やポンプ回転数を手動で調整するか、自動で変速して、固体原料６と液体原料８の微妙なレベルのバランスを調整することもできる。
【００３４】
一方、液中磨砕装置２は、供給（投入）された固体原料６を磨砕する石臼状の砥石（磨砕部）１１を備えた磨砕室１２を有し、ここで固体原料６を磨り潰し、スラリー状にする。液中磨砕装置２は、図１に示す例では縦型構造が採用されているが、これに限らず、横型構造の液中磨砕装置であってもよい（図８参照）。ただし、縦型構造を採用した場合の方が、設置スペースが小さくて済むが、シール漏れによる漏電の危険性がある。横型構造は、液中磨砕条件を得やすく、装置高さも低く洗浄やモータの交換等メンテナンスし易いという利点があり、好ましい。
【００３５】
液中磨砕装置２においては、例えば原料供給口３及び排出口１３を塞げば、磨砕室１２内は気密で漏れがない構造であることが必要条件であるが、多少漏れがあっても適用可能である。このような液中磨砕装置２の気密構造と、制流手段Ｓの組み合わせにより、液中粉砕を安定して実現することができ、空気の混入を十分抑えることが可能である。
【００３６】
本発明における液中磨砕装置２は、連続運転を前提としているが、バッチ式運転又はバッチ連続運転でも適用できる。本発明における液中磨砕装置２の運転の際、液体原料８や固体原料６は一定流量で計量され、磨砕装置２のクリアランス（運転初期に調整し、固定）の変化がなく一定であれば、数時間〜１日程度〜数ヶ月間の連続運転中、終始、十分に安定している。
【００３７】
液中磨砕装置２の磨砕室１２に設けられる砥石１１は、例えば固定砥石１１ａと回転砥石１１ｂとから構成され、固定砥石１１ａの中央に設けられた孔１１ｃから固定砥石１１ａと回転砥石１１ｂの間に固体原料６が導入されて磨り潰される。固定砥石１１ａ及び回転砥石１１ｂには、金属製の砥石やセラミック製の砥石、多孔質な砥石等、任意の砥石を用いることができるが、これら固定砥石１１ａや回転砥石１１ｂは、液体原料８が浸み込まないように、非浸透性材料により構成されていることが好ましい。これは、固定砥石１１ａや回転砥石１１ｂが多孔質で透水性、通水性がある場合には、磨砕時、回転砥石１１ａの遠心力や内圧によって、固定砥石１１ａや回転砥石１１ｂを液体原料８が通り抜け、固体原料６と液体原料８のバランスが崩れるおそれがあるからである。固定砥石１１ａや回転砥石１１ｂを非浸透性材料により構成することにより、前記バランスの崩れを防止することができる。
【００３８】
したがって、固定砥石１１ａや回転砥石１１ｂの材質としては、ステンレス、金属、ダイヤモンドやアルミナなどの自然石、多孔質な砥石に樹脂やセラミック等を含浸させて非浸透性とした砥石等が好適である。前記含浸により非浸透性とする場合、含浸の方法としては、例えば減圧下で多孔質砥石に液状樹脂等を含浸させ、これを焼結、加温（例えば、常温〜２０００℃程度）によって硬化させる。使用する樹脂としては、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、塩化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＣ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、フッ素樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂（ＭＦ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、ユリア樹脂（ＵＦ）、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、オキシベンソイールポリエステル樹脂、ポリ乳酸樹脂等の生分解性プラスティック類、天然ゴム、合成ゴム等から適宜選択して用いることができ、特に磨砕対象が食品である場合には、食品衛生法上の規格に適合する樹脂を用いる必要がある。
【００３９】
前述の液中磨砕装置２では、特にバッチ運転で継続稼働する場合（バッチ連続時）、排出口１３側を密閉し、最低限、空気の侵入を遮断することが必要である。例えば排出口１３を密閉せず空気の侵入を許すと、磨砕室１２内で磨砕中に泡が発生してしまうおそれがある。これに対して、図２に示すように、スラリーの排出口１３を密閉しながら遠心ポンプ１４を連結し、その下流に調節弁などのバルブ１５を接続し、空気の侵入ルートを断つことにより、ホッパー５から遠心ポンプ１４やバルブ１５までが液体原料８で満たされ、空気が侵入しなくなって液中粉砕が実現される。
【００４０】
液中磨砕装置２の排出口１３を密閉するための手段としては、前記バルブ１５に限らず、簡易なものとしては、図８に示すような背圧弁１５や、図３に示すようなサイホン１６等とすることも可能である。
【００４１】
あるいは、固体原料６と液体原料８の比率を一定に、且つ連続運転においても安定に保ちながら液中で磨砕することを目的に、前記液中磨砕装置２の排出口１３に連結した流量制御装置によって、前記ホッパー５内の液位を一定に調節するようにしてもよい。この場合、送液流量制御装置としては、ボールコック、バタフライバルブのようなバルブやオリフィス等、簡易なものでもよい。好ましくは、自吸力のある容積式ポンプ（ロータリーポンプ、ギヤポンプ、ベーンポンプ、チューブ式ポンプ、モーノポンプ等）を設け、前記ホッパー５に設けた液位センサ１０の検出信号に基づいて前記ポンプの回転数（吸引量）やバルブ開度を制御する。
【００４２】
前記制御を行った場合、後工程が例えば連続煮沸装置による工程の場合、煮沸時間や濃度が多少は変動するが、液中粉砕の効果を重視する。バッチ式煮沸装置の場合は１バッチ分だけ混合して、全体で一定比率になれば問題ない。前記送液流量制御装置は、流量制御の他、稼動の初期段階には磨砕室１２内の空気の排出、スラリーの充満に用いる。
【００４３】
前記のようにホッパー５内の液位に連動して容積ポンプの吸引量を調整し得る送液制御手段を設けることにより、容積ポンプの吸引量が多すぎたり少なすぎたりして、ホッパー５内の液位が低下し過ぎたり、逆に溢れ出すことを防止することができる。その結果、安定した運転を行うことができる。
【００４４】
以上のような構成を有する制流手段Ｓ及びこれを備えた液中磨砕装置２においては、液中磨砕装置２の原料供給口３に強力な押し込み装置が不要であり、固体原料の圧入による閉塞の心配もない。また、液体原料が固体原料に対して少ない場合でも、供給側には特別なポンプや押し込み装置が不要であり、固形原料だけを送るための簡易の送り機能さえあればよく、液体原料は隙間から自由に連通する簡単で安価な装置でよい。市販のロータリーポンプやモーノポンプ等のように液体原料を送るための精度の高いポンプ（シール性の高い、静止時でも液体原料を保持できる。）はあえて必要としない。
【００４５】
本発明の制流手段、液中磨砕装置の構成は、前記のものに限らず、種々の変更が可能である。そこで次に、本発明を適用した制流手段、液中磨砕装置の様々な形態について説明する。
【００４６】
図９〜図１３は、供給される固体原料６（液体原料を含むこともある）と前記ホッパー５により供給される液体原料８が合流した後、原料供給口３に至るまでの間に制流手段Ｓを設けた例である。制流手段Ｓを設けることで、液中磨砕装置の磨砕室において砥石や粗砕羽根等が回転することによって発生する渦流が固体原料の流入を妨げる現象、及び空気を噛み込む現象を解消することができる。制流手段Ｓは、磨砕装置の供給口付近（液中）に、例えば１〜複数の平板を設ける手段Ｓ１（図９）、２枚の平板を十字に組み合わせた渦巻き防止器を設ける手段Ｓ２（図１０）、配管内に螺旋を設ける手段Ｓ３（図１１）、配管を蛇行させる手段Ｓ４（図１２）、ホッパーから供給口に至る部分を固体原料６が十分通過できる程度に狭く構成する手段Ｓ５（図１３）等であるが、これらに限定されるものではない。このように、磨砕室１２は、気密構造であるとともに、ホッパー５にある固形原料６とある液体原料８を磨砕装置２に移送する移送パイプＰｉを備え、この移送パイプＰｉ内部において、上記ホッパー下部開口部からこの移送パイプＰｉの間に旋回流又は渦流を抑制する上記制流手段（該固形原料や該液体原料の流通は最小限妨げない）Ｓ（と後述する符号１０７）を備えている。
【００４７】
ここで、制流手段Ｓ（と後述する符号１０７）は、機内の渦流状態が供給口から連通するホッパー５上の原料（液体・固体原料６）に影響して、特に原料が共回りして下方向の供給口に入りにくくなることを防ぐ目的とするとともに、渦流を制止させるために配される手段であり、制流することによって、その渦流状態である機内に原料である液体・固体原料を分離することなく、均一に長時間安定して供給することができる。特に固形原料６と液体原料が体積比で１：１であるような比較的高濃度の原料でも適用できる。また、定量ポンプまたはそれに類似した固形原料送り装置：液体搬送用に精度のよい、吐出圧力の高い定量ポンプはあえて必要ではなくなる利点を有する。固形原料６をスムースに搬送できればよく、液体原料については特に高精度な搬送は要求されず、簡易な構造でかまわない。つまりホッパー内の原料に働く重力を主として利用する固定式の制流手段や、２軸ロール式送り装置のように特に固形原料を補助的に利用（移送）するものである。磨砕装置２の供給口（激しい渦流が発生している）にスムースに供給されるよう、その発生している渦流をホッパー内の原料にまで影響させない、縁を切る形で、２軸ロールを配し、場合によっては（粗粉砕しない；固形原料の品質劣化を進行させることがあるため）そのロールには窪みを形成させて、固形原料を上のホッパーから、下の磨砕装置供給口にスムースに移送するのである。また、図１２に示すように、配管上の変形、渦流の中心軸を外すような形態もとることができる。
【００４８】
図１４は、液中磨砕システムの他の例を示すものである。前述の通り、制流手段Ｓや液中磨砕装置２の構成は図１に示すものと同様であり、制流手段Ｓ及びホッパー５を備え、液中磨砕装置２は固定砥石１１ａ及び回転砥石１１ｂを備える。なお、図１４においては、回転砥石１１ｂを回転するためのモータ３１が図示されている。
図１５は、対向する２軸ロール式制流手段２３，２４間で固体原料６を予め粗粉砕することなく、適度にクリアランスの広い状態し、磨砕装置２内へ供給するようにした例である。本発明ではロール間やロールと器壁間の隙間は固体原料の粒子サイズより若干ないし狭く調整する。その調整幅と固体原料の弾力特性によって、粉砕がほとんど起きず、固体原料をそのまま噛み込んでホッパーに送り込む定量機能を発揮させることが可能である。２軸ロール型の場合、互いの回転数は同一の方が定量効果を得やすい。例えば、吸水した漬大豆について、その粒度にもよるが、余程の大粒でなければ、最小径１０ｍｍ以下の漬大豆では、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下で粗粉砕をせずに送り機能と共に制流効果を発揮する（図４７）。
【００４９】
ポンプ１４の下流位置には、流量計３２が設置されており、この流量計３２により計測される流量に基づいてポンプ１４の回転数（流量）を制御する調節計３３及びインバータ３４が設けられている。ここで、ポンプ１４の代わりにバルブを設ける場合には、前記インバータ３４は省略可能であり、調節計３３によってバルブの開度を調節する。ポンプ１４の代わりに、バルブ、背圧弁、調節弁、遠心ポンプ、磨砕機回転体に遠心ポンプ機能を付与した手段等の送液制御手段を設けることが可能である。つまり、従来の特許文献５に記載されているような定量ポンプでなくとも、上記送液制御手段を用いることによって液中磨砕が可能になる。
【００５０】
本発明において、前記液体原料は、水、温水、熱水、加圧熱水、飲料、液体油、乳化剤、有機溶媒、液体状食品から選ばれる少なくとも１種である。
固体原料６は、例えば、穀類、豆類（大豆、小豆など）野菜、果実、茶葉、薬草から選ばれる少なくとも１種であり、これらに限定されるものではなく、湿った固体も含み、固形分含量１〜１００％で予め別途粗粉砕されていてもよい。
【００５１】
液体原料８は、例えば、水、飲料、液体油、乳化剤、有機溶媒、液体状食品や水とは冷水（０以上１５℃未満）、温水（１５以上６０℃未満）、熱水（６０以上１００℃未満）、クエン酸やアスコルビン酸（ビタミンＣ）等の有機酸を含んだ酸性水、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ性水、塩化ナトリウム、アスコルビン酸ナトリウム等を含む各種塩溶液、軟水、水道水、地下水、海水（希釈品）、海洋深層水（脱塩処理品等）、やそれらの脱気または脱酸素処理、脱金属イオン処理（例えば陽イオン交換樹脂処理、陰イオン交換樹脂処理、逆浸透膜処理等）したもの、アルカリイオン水、酸性イオン水、蒸留水などでこれらに限定されるものではない。飲料や液体状食品とは豆乳、牛乳、果実ジュース飲料、タンパク質や糖を含む溶液等、大豆・豆乳・ゴ液やオカラや豆腐粕等を超臨界水または亜臨界水処理（高温高圧短時間処理）した液体（スラリー）であってもよく、食酢、しょうゆ、ソース、酒類等であるが、これらに限定されるものではない。液体油とは大豆油や菜種油等の食用油（サラダ油、白絞油、やビタミンＥを含む油）、乳化剤は液油状のジアシルグリセロール等融点が磨砕温度以下のものである。また、食塩、硫酸ナトリウム、塩化カリウム等の無機塩を含む液体でも効果的な場合がある。固体原料６が胡麻や落花生、あるいはそれらの焙煎物等の場合には、大豆油や菜種油、胡麻油等の使用温度で液状の食用油（融点が低い）等を用いれば、ペースト状の練り胡麻やピーナッツペーストとなる。食用以外であれば、様々な液状の物質を用いることもできる。場合によっては、水以外の有機化合物（エタノール水溶液、焼酎、酒等等）も使用できる。液体原料８についても、これらに限定されるものではない。
【００５２】
本発明を利用できる製品は、固形原料が大豆の場合、豆乳や豆腐類、油揚類である。例えば、豆乳であれば、調整豆乳、豆乳飲料、豆乳ゼリー、豆乳アイスクリーム、豆乳ヨーグルト等、豆腐類であれば、絹豆腐（絹ごし豆腐）、充填豆腐、木綿豆腐、寄せ豆腐（おぼろ豆腐）等の豆腐類（冷凍製品も含む）、厚揚げ、生揚げ、薄揚げ、寿司揚げ、がんもどき、豆腐ステーキ、豆腐ハンバーグ等の生地類（冷凍半製品も含む）、凍り豆腐やその凍結前後の生地、揚げ物であれば、寿司揚げ、厚揚げ、生揚げ、薄揚げ、がんもどき等の油揚類、湯葉や湯葉豆腐、大豆タンパク質ゲル・豆乳ヨーグルト、豆乳ゼリー、豆花等の大豆加工食品について有効に適用される。原料大豆は、国産大豆、輸入大豆で浸漬大豆、無浸漬大豆でもよい。またリポキシゲナーゼ遺伝子欠損種や、それらの脱皮大豆・圧偏大豆・生大豆粉、荒割大豆等、分離大豆タンパク質、濃縮大豆タンパク質等を含む。これらに限定されるものでないことは言うまでもない。
【００５３】
また、磨砕に際しては、液面制御が重要であり、本システムにおいても、排出口１３を密閉しながらポンプ１４を連結し、空気の侵入を断つようにしている。さらに、流量計３２により計測される流量に基づいて調節計３３及びインバータ３４によってポンプ１４の回転数（流量）を制御し、ホッパー５内の液体原料８の液位が一定に保たれるようにしている。
【００５４】
これらによって、ホッパー５からポンプ１４までの経路全体が液体原料８で満たされることになり、いわゆる液中粉砕となっている。さらに、流量が適正になるようにポンプ１４の回転数を制御しているので、前記液中粉砕を安定して行うことができる。
【００５５】
図１５は、液中磨砕システムの他の２の例を示すものである。本例の液中磨砕システムも、基本的には先の図１４に示す例と同様の構成を有するが、ホッパー５に設けた液位センサ１０によって検知される液体原料８の液位に基づいて、調節計３３及びインバータ３４によってポンプ１４の回転数（流量）を制御し、ホッパー５内の液体原料８の液位が一定に保たれるようにしている。
【００５６】
本例のように、ホッパー５内の液位に連動してポンプ１４の吸引量を調整することにより、ポンプ１４の吸引量が多すぎたり少なすぎたりして、ホッパー５内の液位が低下し過ぎたり、逆にホッパー５から液体原料８が溢れ出すことを防止することができる。その結果、安定して液中粉砕を行うことができる。
【００５７】
図１６は、液中磨砕システムの他の例を示すものである。本例では、ポンプ１４を容積式ポンプとするとともに、固体原料６及び液体原料８の供給量を適正に制御するような構成となっている。なお、容積式ポンプの代わりに、外部からの信号で動作する調節弁や、背圧調整弁等を用いることもできる。
【００５８】
ここで、固体原料６は計量機４１により計量され、制流手段１０７に供給される。計量機４１における固体原料６の供給量は、インバータ４２によって制御される。一方、液体原料８は、原料タンク４３内の液体原料８がポンプ４４、バルブ４５、及び流量計４６を介してホッパー５へと供給される。バルブ４５には調節計４７が設けられ、流量計４６における計測結果に基づいて、適正な開度となるように制御される。
【００５９】
また、液中磨砕装置２の回転砥石１１ｂを回転駆動するモータ３１には、調節計４８及びインバータ４９が設けられており、液位センサ１０による検知結果に基づいて、回転数が制御される。これらの機構により、固体原料６や液体原料８が安定供給されるとともに、その供給量に応じて磨砕速度が調整され、安定して液中粉砕が行われる。
【００６０】
図１７は、液中磨砕システムの他の例を示すものである。本例では、ポンプ１４を容積式ポンプとするとともに、固体原料６及び液体原料８の供給比率を適正に制御するような構成となっている。なお、本例の場合にも、容積式ポンプの代わりに、外部からの信号で動作する調節弁や、背圧調整弁等の送液制御手段を用いることができる。また、磨砕装置２の回転砥石側に羽根（加圧力を有する羽根、遠心ポンプのようなインペラ等）を備え、液中磨砕装置２の排出口に接続される送液制御手段がバルブ、背圧弁または調整弁のいずれか１または２以上の組み合わせであって、背圧弁は適度なバネ定数を有するバネによる開口調整するか、または電動調整弁や空動調整弁の場合、磨砕装置出口の内圧の微少な変化を圧力センサで検知し、開口調整することによって、微調整しながら、全体の平均流量をほぼ一定に保つよう調整することができるようになっている。
【００６１】
本システム（図１６、図１７）においても、固体原料６は計量機４１により供給量が計量され、ホッパー５に供給される。液体原料８も、原料タンク４３内の液体原料８がポンプ４４、バルブ４５、及び流量計４６を介してホッパー５へと供給される。ここで、固体原料６を計量する計量機４１は、モータ５１によって駆動され、当該モータ５１は、予め求められた時間当たりの計量値を基に、インバータ４２によってその回転数が制御される。液体原料８の供給量を調整するバルブ４５には、調節計４７が設けられ、流量計４６における計測結果に基づいて、適正な開度となるように制御される。
【００６２】
さらに、図１８に示すように本例の液中磨砕システムでは、固体原料６と液体原料８の比率が適正なものとなるよう制御する比率設定器５５及びその調節計５６が設けられている。液位センサ１０からの検出信号に基づいて、調節計５６によって比率設定器５５が制御され、さらにこの比率設定器５５は、前記固体原料６の調節計５３及び液体原料８の調節計４７を制御して、固体原料６と液体原料８の比率が一定且つ適正なものとなるように制御する。これにより、安定に液中粉砕が行われるだけでなく、均一なスラリーの製造が可能になる。なお、流量計にて測定された磨砕物の流量の変化に応じて、調節計５３及びインバータ４９を介して磨砕機モータ３１の回転数を制御することもできる。
【００６３】
前記液中磨砕システムにおいては、前述の液中磨砕装置を連続的に運転し、その排出口を脱泡装置の流入口に連結することにより、一連の工程を連続的に行うことが可能である。連続運転される液中磨砕装置における排出口に磨砕処理液（スラリー状、ペースト状、乳液状等）を空気に触れることなく、次工程の脱泡装置に連結することによって、磨砕処理液の変質等を効果的に抑制・低減できる。該脱泡装置は、連続式、バッチ式いずれでもよいが、連続式の方がシステムとして合理的で望ましい。即ち定置洗浄（ＣＩＰ）洗浄性も良く、大量生産に向く。
【００６４】
前記連結とは如何なる連結手段でもよく、特に限定しないが、気密に連結することが望ましく、図３のように、解放前にタンクに一旦受ける場合、若干空気に触れたり、先入れ先出しが不十分になるので、液中磨砕効果はあるものの、低減する。
【００６５】
あるいは、液中磨砕装置を間欠的に運転し、その排出口を脱泡装置の流入口に連結することも可能である。間欠運転される液中磨砕装置における排出口に磨砕処理液（スラリー状、ペースト状、乳液状等）を空気に触れさせることなく、次工程の脱泡装置の流入口に連結することによって、磨砕処理液の変質等を効果的に抑制・低減できる。該脱泡装置は、連続式、バッチ式いずれでもよいが、本発明ではバッチ式の方がシステムとして望ましい。即ち、小規模または少量多品種生産に向く。
【００６６】
前記連続運転に比べて、停止中は磨砕室１２やホッパー５等に滞留する磨砕処理液の変質の危険があるが、液中磨砕装置２が気密であり、また毎回液体原料で磨砕室１２が置き換わるように使用することによって、液中磨砕効果の低減を抑えることができる。該磨砕処理液は磨砕前に比べて、変質が非常に起こりやすい状態にあるので、液中磨砕による効果を維持する上で、気密な連結は重要である。該磨砕処理液は磨砕前に比べて、不安定な状態にあるので、液中磨砕による効果を維持する上で、気密構造は重要である。さらに次工程が脱泡装置である場合、わずかに噛み込んだ気泡や溶存空気を除去できる。
【００６７】
以上の液中磨砕システムにより、例えば大豆、野菜、果実、薬草を磨砕するときに、水を挽き水として用い、液中磨砕を行うことによって、大豆、野菜（根菜類も含む）、果実、薬草（ハーブ、漢方薬草等）を原料とする加工製品は、気泡の抱きこみが抑えられ、見栄えも良くなる。固体原料を胡麻または落花生とし、液体原料を液状食用油脂として液中磨砕を行うことによって、気泡を含まない艶のある滑らかな胡麻ペースト（練り胡麻）、ピーナッツペーストを得ることができる。
【００６８】
（第２の実施形態）
本実施形態の液中磨砕装置１０１は、先の実施形態の液中磨砕装置と同様、原料供給口に設置され固体原料１０２及び液体原料１０３を投入するためのホッパー１０４と、前記ホッパー１０４から供給（投入）された固体原料１０２を磨砕する石臼状の砥石（磨砕部）１０５を備えた磨砕室１０６、さらには前記砥石１０５を回転するためのモータＭを備えるものであるが、図１８に示すように、さらに前記ホッパー１０４と磨砕室１０６の間に制流手段１０７を備えることが大きな特徴である。図１８に示す液中磨砕システムでは、ホッパー５内の前記原料レベルを液位センサ１０によって検知し、液体原料８や固体原料６の流量計（重量計）４６の信号を、比率設定器５５を介して、固形原料６の供給量と、液体原料８の供給装置４３の供給量の比率を一定に保持（または微調節）するよう、指示調節しながら、固体原料６と液体原料８を投入および貯留する前記ホッパー５内の前記原料のレベルを一定に調節する。
【００６９】
前記制流手段１０７は、例えば図１９、図２０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、円環状に流路を拡大する形状を有するものあり、その中央付近に配置された分流体１０７ａに前記円環状の流路を仕切る形で複数（本例の場合、６枚）の羽根１０７ｂが放射状に取り付けられている。分流体１０７ａは駒形形状したものや塊状体、駒状体、円錐状、多角錘状等、下方の渦流を遮り、上方からの原料流入路を分岐する機能であれば、形状には特に限定されない。その分流路の断面は環状・円状のほか、三角、四角、多角形の流路も取り得る。また前記流路仕切板は放射線状のほか格子状、平行状などの配置や枚数は上記機能を有すれば特に限定されない。
【００７０】
液中磨砕装置１０１において、液体原料１０３が前記磨砕室１０６内を満たすとともに、ホッパー１０４の少なくとも一部を満たすように設定し、いわゆる液中磨砕を行う場合、例えば図６から図８、更には図１９に示すように前記制流手段１０７が設けられていないと、液面は前記磨砕室１０６内の砥石１０５の回転により発生する渦Ｕの影響を受け、前記固体原料１０２及び液体原料１０３を磨砕室１０６内に供給する際に空気を巻き込む可能性が高い。したがって、磨砕物も泡を噛むことになり、製品品質に悪影響を受けるおそれがある。
【００７１】
これに対して、前記のように制流手段１０７を設けることで、前記渦の影響を解消することができ、空気の巻き込みによる製品品質の低下を回避することができる。具体的には、前記構造の制流手段１０７を設けた場合には、砥石１０５の回転により発生する渦は、前記６枚の羽根１０７ｂによって遮られ、ホッパー１０４まで到達することがない。このため、ホッパー１０４内の液体原料１０３の液面が前記渦の影響を受けることがなく、穏やかな状態が保たれる。したがって、原料供給に際して空気を巻き込むことがなく、製品品質が空気を抱き込むことがない。
【００７２】
また、前記制流手段１０７の場合、当該制流手段１０７のための駆動手段（例えばモータ等の可動手段）は何ら必要としない。したがって、簡略な装置構成で、しかも消費電力等を上昇することなく、十分な効果を得ることが可能である。
【００７３】
図２１は、前述の制御手段１０７を備えた液中磨砕システムの例を示すものである。液中磨砕装置１０１の構成は図１８に示すものと同様であり、液中磨砕装置１０１はホッパー１０４及び砥石１０５を備える。ポンプＰの下流位置には、流量計１０８が設置されており、この流量計１０８により計測される流量に基づいてポンプＰの回転数（流量）を制御する調節計１０９及びインバータ１１０が設けられている。なお、ポンプＰの代わりにバルブを設ける場合には、前記インバータ１１０は省略可能であり、調節計１０９によってバルブの開度を調節する。
【００７４】
図２２は、液中磨砕システムの第２の例を示すものである。本例の液中磨砕システムも、基本的には先の図２０に示す例と同様の構成を有するが、ホッパー１０４に設けた液位センサ１１１によって検知される液体原料１０３の液位に基づいて、調節計１０９及びインバータ１１０によってポンプＰの回転数（流量）を制御し、ホッパー１０４内の液体原料１０３の液位が一定に保たれるようにしている。本例のように、ホッパー１０４内の液位に連動してポンプＰの吸引量を調整することにより、ポンプＰの吸引量が多すぎたり少なすぎたりして、ホッパー１０４の液位が低下し過ぎたり、逆にホッパー１０４から液体原料１０３が溢れ出すことを防止することができる。その結果、安定して液中粉砕を行うことができる。
【００７５】
前記制流手段１０７の構成としては、前記の例に限らず、種々の変更が可能である。図２３〜図２７に制流手段１０７の他の例を示す。図２３は、一対の羽根車１０７ｃにより、ホッパー１０４から供給される固体原料１０２を交互に分配し、磨砕室１０６に供給するようにした例である。本例の場合、各羽根車１０７ｃによって固体原料１０２がほぼ一定量に分配され、しかも２系統の羽根車１０７によって制流されるので、円滑な原料供給が可能である。また、前記羽根車１０７ｃの存在により、砥石１０５の回転によって発生する渦が遮られ、原料供給に際して空気を巻き込むこともない。
【００７６】
図２４は、ローラ１０７ｄ間に掛け渡されたベルト１０７ｅ間を原料（固体原料１０２及び液体原料１０３）が通過するようにした例である。ベルト１０７ｅ間の隙間を原料が通過するようにすることで、定量的に固体原料１０２を磨砕室１０６へ供給することが可能であり、固体原料１０２が過剰に供給されることはない。また、砥石１０５の回転によって発生する渦が前記ベルト１０７ｅ間の隙間を通してホッパー１０４まで到達することもない。
【００７７】
図２５に示す例では、幅広のスリット１０７ｆと循環ポンプ１０７ｇとによって制流手段１０７が構成されている。図２５（ｂ）は、図２５（ａ）を矢印方向から見た図である。本例の場合、循環ポンプ１０７ｇによってホッパー１０４から磨砕室１０６に向かう流れが強制的に形成されており、これにより原料の制流と砥石１０５の回転によって発生する渦の遮断が実現されている。
【００７８】
図２６は、図２３に示す例と類似するものであり、一対のカム１０７ｈの組み合わせにより固体原料１０２をほぼ一定量に分配し、磨砕室１０６に円滑に供給するものである。本例においても、カム１０７ｈの存在により、砥石１０５の回転によって発生する渦が遮られ、原料供給に際して空気を巻き込むことがない。
【００７９】
図２７は、ホッパー１０４上に設置される投入機構１１２と、制流手段１０７としてのコンベア１０７ｉによって原料供給を安定に行うようにした例である。投入機構１１２は、固体原料１０２を所定量ずつ分割して投入する羽根車１１２ａを備えており、ホッパー１０４内に分割投入された固体原料１０２は、コンベア１０７ｉに設けられた羽根１０７ｊによって区画された区画室内を介して次々に磨砕室１０６へと送り込まれる。本例の場合にも、コンベア１０７ｉの羽根１０７ｊにより、砥石１０５の回転によって発生する渦が遮られ、原料供給に際して空気を巻き込むことがない。
【００８０】
前記制流手段１０７は、前記の各例のように制流のみを目的とするのみならず、固体原料１０２を予め液中粗粉砕する送り手段としての機能を有するようにしてもよいが、これは本発明の副次的寄与はするものの請求項に挙げるほどの効果はない。以下、制流手段として送り手段を設けた例について説明する。
【００８１】
図２８は、２軸〜多軸ロール式送り手段１１３を設置した例を示すものであり、本例の液中磨砕装置は、原料供給口に設置され固体原料１０２及び液体原料１０３を投入するためのホッパー１０４と、前記ホッパー１０４から供給（投入）された固体原料１０２を磨砕する石臼状の砥石（磨砕部）１０５を備えた磨砕室１０６、及びホッパー１０４と磨砕室１０６の間に設けられ固体原料１０２を予め２軸〜多軸ロール式送り手段１１３とから構成されている。基本的には本発明においては、磨砕装置は１台である。そして、この構成により、供給された固体原料１０２は、２軸〜多軸ロール式送り手段１１３によって、磨砕室１０６内の砥石１０５（固定砥石１０５ａ及び回転砥石１０５ｂ）によって一段で液中粉砕され、スラリー状の磨砕物が得られる。
【００８２】
前記送り手段１１３は、液中磨砕装置１０１の原料供給口付近（液中）に設けられ、例えばホッパー１０４から供給口に至る部分を固形原料が十分通過できる程度に狭く構成する手段の一つである２軸ロール型送り手段が用いられる。この２軸〜多軸ロール式送り手段では、一対のロール１１３ａ，１１３ｂが対向して配置されており、互いのロール１１３ａ，１１３ｂはその隙間で固体原料１０２を噛み込むよう、逆方向に回転する。また、各ロール１１３ａ，１１３ｂには、固体原料１０２を噛み込むように、凹凸状、ギヤ状、刻み模様等の表面加工を施すと効果的である（図３４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）。
【００８３】
前記送り手段（２軸〜多軸ロール式送り手段）１１３では、ロール１１３ａとロール１１３ｂの間や、これらロール１１３ａ，１１３ｂと器壁間の隙間は、固体原料１０２の粒子サイズより若干狭く調整する。その調整幅と固体原料１０２の弾力特性によって、粉砕がほとんど起きず、固体原料１０２をそのまま噛み込んで磨砕室１０６に送り込む定量機能を発揮させることが可能である。例えば吸水した漬大豆はある程度弾力性があり、このカムとケーシングの隙間は必ずしも気密性を必要とせず、特に液体原料よりも固形原料の送り機能を有するものである。ロール間に適度に隙間を調節することによって、ほとんど粉砕することなく、磨砕室１０６に固形原料１０２を定量的に押し込むことが可能である。例えば吸水した漬大豆はある程度弾力性があり、その大きさより少し狭いロール間を適度に調整することによって、ほとんど粉砕することなく、磨砕室１０６に固形原料１０２を定量的に押し込むことが可能である。
【００８４】
また、例えば図２９に示すような１軸ロール型送り手段１１３ｃであってもよいし、図３０に示すような放射状の羽根を有する送り羽根１１３ｄであってもよい。また、図３１〜図３３に示すように、３軸以上のロール１１３ａ〜１１３ｄを組み合わせた構造でもよい。さらに、図３４に示すように、ロールには固形原料をつかみやすいような表面状態（凹凸状態、軸方向と平行な溝、軸に対して斜めや螺旋状の溝、滑り止めや高摩擦機能の有する材料を用いてもよい。）であることが望ましく、ギヤのように組み合う形（図３４（ａ），図３４（ｃ））、螺旋系の凹凸を有し互いに噛み合う形（図３４（ｂ））、等でもよい。いずれの場合にも、２軸〜多軸ロール式送り手段１１３を設けることにより、固形原料の定量的な送り込み（押し込み）効果が得られると共に、液中磨砕装置１０１の磨砕室１０６において砥石や粗砕羽根等が回転することによって発生する渦流に起因する固体原料１０２の流入を妨げる現象、及び空気を噛み込む現象を抑えることができる。更に上記送り手段１１３の外周の回転方向に溝ｍｍが形成されている構成が好ましい（図３４（ｄ））。この溝ｍｍとしては、断面形状が角型やＵ字状やＶ溝等であるが、水（液体原料）が流通自在な溝ｍｍを有するもので、水(液体原料)の通り抜けを良くし、大豆(固体原料)だけを磨砕室側に移動させることができる。また図４８に示すように、磨砕室側には上記溝ｍｍに付着した（挟まった）固体原料を除去する掻き取り部材ｍｂが配され、ローターが回転してホッパー側に戻る時に、溝ｍｍに挟まった豆や皮を櫛歯のようなもので取り除く構成になっている。このような構成にすると、大豆(固体原料）のみを効率よく磨砕室に送り込むことが出来るようになる。実験結果では、浸漬大豆と水の容積比で１：０．７まで水（液体原料）の比率を下げることが可能となった。なお、浸漬大豆の場合、計算上（理論的）は、１：０．５５まで可能となる。そして、図２８〜図３３などのロール回転方式には応用可能である。
【００８５】
なお、ロールの材質は火成岩のような自然石、グラインダーの砥石（好ましくは無浸透性材料がよい）、金属、セラミック、樹脂などで、特に限定しない。前記金属は例えばＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等のステンレス、チタン、アルミニウム等を指すが、特に限定するものではない。
【００８６】
また、前記２軸〜多軸ロール式送り手段１１３は、図３５に示すようなスクリュー式でもよく、単なる搬送用スクリューとは異なり、回転軸上の一部に送り方向とは逆方向の螺旋羽根１１３ｉを設けた形［図３５（ｃ）］等を採ることができる。
【００８７】
前述の各例においては、例えば図２８に示すように縦型構造が採用されているが、これに限らず、例えば図３６に示すような横型構造の液中磨砕装置であってもよい（図８）。縦型構造を採用した場合の方が、設置スペースが小さくて済む。横型構造は、液中磨砕条件を得やすく、モータの交換等メンテナンスし易いという利点がある。
【００８８】
前述の液中磨砕装置においては、例えば原料供給口及び排出口を塞げば、磨砕室１０６内は気密で漏れがない構造であることが必要条件であるが、多少漏れがあっても適用可能である。このような液中磨砕装置の気密構造と、前記２軸〜多軸ロール式送り手段１１３の組み合わせにより、液中粉砕を安定して実現することができる。したがって、真空・減圧設備や、原則的には２台以上の高価な磨砕装置を連結する等、高額なシステムは不要である。
【００８９】
液中磨砕装置の排出側は、開放状態で落差によってバランスタンクに受けてもよい。また、磨砕装置自体に吐出能力があれば、排出口に設けたバルブ（ボールコック、バタフライ弁、コントロールバルブ（調節弁））や、前記ホッパー１０４内液位以上に排出口を立ち上げたり、流量調整弁、背圧弁（手動、自動）やオリフィスを設けたりしてもよい。また定量ポンプ等を排出口に連結し、粉砕物を吸い出す（又は粉砕物の吐出を抑える）ように設置しても構わない。また、排出口側に接続される配管の径や長さ(配管抵抗)の調節により、流量を制限してもよい。すなわち、流体を制御できる手段であれば特に限定されない。
【００９０】
本実施形態における液中磨砕装置は、連続運転を前提としているが、バッチ式運転又はバッチ連続運転でも適用できる。液中磨砕装置の運転の際、液体原料１０３や固体原料１０２は一定流量で計量され、液中磨砕装置のクリアランス（運転初期に調整し、固定）の変化がなく一定であれば、数時間〜１日程度〜数ヶ月間の連続運転中、終始、十分に安定している。必要に応じて、液体原料１０３の液位や、固体原料１０２のレベルをセンサで感知し、一定に保つよう、レベル制御システムを設けてもよい。レベルセンサは電極式、磁歪式、超音波式、レーザ方式など、特に限定されない。液中磨砕装置の回転数や前記排出側の制御弁やポンプ回転数を手動で調整するか、自動で変速して、固体原料１０２と液体原料１０３の微妙なレベルのバランスを調整することもできる。
【００９１】
前述の液中磨砕装置では、排出口側を密閉し、最低限、空気の侵入を遮断することが必要である。例えば排出口を密閉せず空気の侵入を許すと、磨砕室１０６内で磨砕中に泡が発生し、スラリーに細かい気泡が噛み、見かけの体積も増加する。これに対して、例えばスラリーの排出口を密閉しながらポンプＰを連結し、空気の侵入ルートを断つことにより、ホッパー１０４からポンプＰまでが液体原料１０３で満たされ、空気が侵入しなくなって液中粉砕が実現される。
【００９２】
液中磨砕装置の排出口を密閉するための手段としては、前記ポンプＰに限らず、簡易なものとしては、バルブやサイホン等とすることも可能である。
【００９３】
あるいは、固体原料１０２と液体原料１０３の比率を一定に、且つ連続運転においても安定に保ちながら液中で磨砕することを目的に、前記液中磨砕装置の排出口に連結した流量制御装置によって、前記ホッパー１０４内の液位を一定に調節するようにしてもよい。この場合、流量制御装置としては、ボールコック、バタフライバルブのようなバルブやオリフィス等、簡易なものでもよい。好ましくは、自吸力のある容積式ポンプ（ロータリーポンプ、ギヤポンプ、ベーンポンプ、チューブ式ポンプ、モーノポンプ等）を設けるとともに、前記ホッパー１０４に液位センサを設け、この液位センサの検出信号に基づいて前記ポンプの回転数（吸引量）を制御する。
【００９４】
前記制御を行った場合、後工程が例えば連続煮沸装置による工程の場合、煮沸時間や濃度が多少は変動するが、液中粉砕の効果を重視する。バッチ式煮沸装置の場合は問題ない。前記流量制御装置は、流量制御の他、稼動の初期段階には磨砕室１０６内の空気の排出、スラリーの充満に用いる。
【００９５】
前記のようにホッパー１０４内の液位に連動して容積ポンプの吸引量を調整し得る流量制御装置を設けることにより、容積ポンプの吸引量が多すぎたり少なすぎたりして、ホッパー１０４内の液位が低下し過ぎたり、逆に溢れ出すことを防止することができる。その結果、安定して作業を行うことができる。
【００９６】
以上のような構成を有する液中磨砕装置においては、液中磨砕装置の原料供給口に従来の単なるスクリュー式押し込み装置（搬送目的だけを有するスクリュータイプのコンベア）や固体原料も搬送できる容積ポンプ等の付加設備が不要であり、固体原料１０２の圧入による閉塞の心配もない。また、液体原料１０３が固体原料１０２に対して少ない場合でも、供給側には特別なポンプや押し込み装置が不要であり、排出口に連結したポンプＰ（通常の市販品でよく、安価である。）による微少、且つ正確な磨砕が可能である。同様に、磨砕部である砥石１０５の回転数制御、固体原料１０２と液体原料１０３のいずれか一方又は両方（両者の比を同じにして）を調整してもよい。
【００９７】
図３９は、前記制流手段１０７を有する磨砕装置を備えた液中磨砕装置を備えた液中磨砕システムの一例を示すものである。前述の通り、液中磨砕装置の構成は図２８に示すものと同様であり、液中磨砕装置１０１はホッパー１０４及び固定砥石１０５ａ及び回転砥石１０５ｂを備える。なお、図３９においては、回転砥石１０５ｂを回転するためのモータＭが図示されている。
【００９８】
ポンプＭの下流位置には、流量計１１６が設置されており、この流量計１１６により計測される流量に基づいてポンプＭの回転数（流量）を制御する調節計１１７及びインバータ１１８が設けられている。なお、ポンプＭの代わりにバルブを設ける場合には、前記インバータ１１８は省略可能であり、調節計１１７によってバルブの開度を調節する。
【００９９】
このような液中磨砕システムによって固体原料を液体原料とともに磨砕し、スラリー状とするには、先ず、ホッパー１０４に固体原料１０２及び液体原料１０３を供給する。ホッパー１０４に投入された固体原料１０２は、自重によって原料供給口から磨砕室１０６内へと落下する。それとともに、ホッパー１０４内の液体原料１０３も、原料供給口から磨砕室１０６内へと供給される。磨砕室１０６内では、前記固体原料１０２が磨砕部、すなわち固定砥石１０５ａと回転砥石１０５ｂの間で磨砕され、スラリー状になって排出口からポンプＰによって排出される。
【０１００】
磨砕に際しては、液面制御が重要であり、本システムにおいても、排出口を密閉しながらポンプＰを連結し、空気の侵入を断つようにしている。さらに、流量計１１６により計測される流量に基づいて調節計１１７及びインバータ１１８によってポンプＰの回転数（流量）を制御し、ホッパー１０４内の液体原料１０３の液位が一定に保たれるようにしている。
【０１０１】
これらによって、ホッパー１０４からポンプＰまでの経路全体が液体原料１０３で満たされることになり、いわゆる液中粉砕ができる。さらに、流量が適正になるようにポンプＰの回転数を制御しているので、前記液中粉砕を安定して行うことができる。
【０１０２】
図４０は、液中磨砕システムの他の例を示すものである。本例の液中磨砕システムも、基本的には先の図３９に示す例と同様の構成を有するが、ホッパー１０４に設けた液位センサ１１９によって検知される液体原料１０３の液位に基づいて、調節計１１７及びインバータ１１８によってポンプＰの回転数（流量）を制御し、ホッパー１０４内の液体原料１０３の液位が一定に保たれるようにしている。
【０１０３】
本例のように、ホッパー１０４内の液位に連動してポンプＰの吸引量を調整することにより、ポンプＰの吸引量が多すぎたり少なすぎたりして、ホッパー１０４内の液位が低下し過ぎたり、逆にホッパー１０４から液体原料１０３が溢れ出すことを防止することができる。その結果、安定して液中粉砕を行うことができる。
【０１０４】
以上の制流手段１０７（送り手段１１３）を設置した各例では、固体原料１０２のみの送り装置として機能させる。液体原料１０３は、例えば図２８の例では、前記粗ロール１１３ａ，１１３ｂ間の隙間から流通するので、従来のようなポンプによる強制的な圧入にはならない。
【０１０５】
本発明者らは、実際に液中磨砕装置を作製し、前述の制流手段１０７（送り手段１１３）を設置した効果を確かめるための磨砕実験を行った。具体的には、実施例（図２８に示す液中磨砕装置、磨砕面は円盤状）及び比較例１（コニカルグラインダー、従来型円錐型砥石式粉砕機、磨砕面が円錐形、空気抱き込むタイプ）について、大豆の磨砕を行い、生ごの比重（密度）を測定した。
【０１０６】
大豆（米国産オハイオ）を１５℃１５時間、井戸水に浸漬した漬大豆（重量で２．２倍に膨潤）を、ミラクルサンダー（高井製作所製）の磨砕部であるクリーングラインダー（高井製作所製）にて磨砕した。大豆計量は生大豆で６俵／時間（６ｋｇ／分）、挽き水は１２Ｌ／分で、一定条件とした。磨砕機出口を開放状態にした「開放磨砕」（比較例）と磨砕機出口にギヤポンプを連結して、磨砕室内の空気を押し出した上で、同様に磨砕した液中磨砕（実施例）した。それぞれの磨砕物（いわゆる生呉）を一定量の容器にとり、体積と重量から比重（密度）を求めた。その結果を表１に示した。
【０１０７】
【表１】
【０１０８】
この表１から明らかなように、水の比重は１．０２６７であった。結果から液中磨砕の場合、１．０３５７と比重が１以上となり、開放磨砕時の０．９１２３に比べて、磨砕物に空気が殆ど抱き込まれていないことが明らかになった。その後、両条件の生呉に消泡剤を添加せずに、豆乳製造プラントＮＳ２０００Ｓ（高井製作所製）（バッチ釜）で、水蒸気を吹き込み、１００℃まで加熱したところ、開放磨砕の方は、８０℃位で吹きこぼれたのに対して、液中磨砕の方は９８〜約１００℃になっても吹きこぼれることはなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の第１の実施の形態の液中磨砕装置の一例を示す模式図である。
【図２】液中磨砕装置を使用した液中磨砕システムの例を示す模式図である。
【図３】液中磨砕装置を使用した液中磨砕システムの他の例を示す模式図である。
【図４】液中磨砕装置を使用した液中磨砕システムの他の例を示す模式図である。
【図５】本発明の他の実施の形態の液中磨砕装置の一例を示す模式図である。
【図６】上記液中磨砕装置を使用した液中磨砕システムを示す模式図である。
【図７】本発明の他の実施の形態の液中磨砕装置を示す模式図である。
【図８】本発明の他の実施の形態の液中磨砕装置を示す模式図である。
【図９】制流手段の一例を示す模式図である。
【図１０】制流手段の一例を示す模式図である。
【図１１】制流手段の一例を示す模式図である。
【図１２】制流手段の一例を示す模式図である。
【図１３】制流手段の一例を示す模式図である。
【図１４】液中磨砕装置を用いた液中磨砕システムの他の例を示す模式図である。
【図１５】液中磨砕装置を用いた液中磨砕システムの他の例を示す模式図である。
【図１６】液中磨砕装置を用いた液中磨砕システムの他の例を示す模式図である。
【図１７】液中磨砕装置を用いた液中磨砕システムの他の例を示す模式図である。
【図１８】液中磨砕装置を用いた液中磨砕システムの他の例を示す模式図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態の制流手段の一例を示すものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態の液中磨砕装置を模式的に示す図である。
【図２１】制流手段を設けた液中磨砕装置を用いた液中磨砕システムの例を示す模式図である。
【図２２】制流手段を設けた液中磨砕装置を用いた液中磨砕システムの例を示す模式図である。
【図２３】制流手段の他の例を示す模式図である。
【図２４】制流手段のさらに他の例を示す模式図である。
【図２５】制流手段のさらに他の例を示す模式図である。
【図２６】制流手段のさらに他の例を示す模式図である。
【図２７】制流手段のさらに他の例を示す模式図である。
【図２８】制流手段として送り手段を設けた液中磨砕装置の一例を示す模式図である。
【図２９】送り手段の他の例を示す模式図である。
【図３０】送り手段のさらに他の例を示す模式図である。
【図３１】送り手段のさらに他の例を示す模式図である。
【図３２】送り手段のさらに他の例を示す模式図である。
【図３３】送り手段のさらに他の例を示す模式図である。
【図３４】送り手段のロールの形状例を示す概略斜視図である。
【図３５】スクリュー式の送り手段の例を示す模式図である。
【図３６】液中磨砕装置を横型とした例を示す模式図である。
【図３７】ポンプの代わりにバルブを設けた例を示す模式図である。
【図３８】ポンプの代わりにサイホンを設けた例を示す模式図である。
【図３９】制流手段として送り手段を設けた液中磨砕装置を用いた液中磨砕システムの第１の例を示す模式図である。
【図４０】制流手段として送り手段を設けた液中磨砕装置を用いた液中磨砕システムの第２の例を示す模式図である。
【図４１】２軸ロール式制流手段を備えた液状磨砕装置の第１の例を示す模式図である。
【図４２】別駆動の螺旋体である制流手段を備えた液状磨砕装置の第２の例を示す模式図である。
【図４３】別駆動の螺旋体である制流手段を備えた液状磨砕装置の第３の例を示す模式図である。
【図４４】別駆動の螺旋体である制流手段（横軸）を備えた液状磨砕装置の第４の例を示す模式図である。
【図４５】別駆動の螺旋体である制流手段を備え、固形原料と液体原料を別々に供給する形の液状磨砕装置の第５の例を示す模式図である。
【図４６】別駆動の螺旋体である制流手段を備え、固形原料と液体原料を別々に供給する形の液状磨砕装置の第５の例を示す模式図である。
【図４７】静止形制流手段を備え、固形原料が少し変形して供給される液状磨砕装置の第７の例を示す模式図である。
【図４８】送り手段のロールの形状例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 供給装置、２，１０１ 液中磨砕装置、３ 原料供給口、５，１０４ ホッパー、６，１０２ 固体原料、７ 投入口、８，１０３ 液体原料、９ 液体原料導入管、１０，１１１，１２２ 液位センサ、１１，１０５ 砥石、
１１ａ，１０５ａ 固定砥石、１１ｂ，１０５ｂ 回転砥石、１２，１０６ 磨砕室、
１３ 排出口、１４ ポンプ、１５ バルブ（背圧弁、オリフィス、調節弁を含む）、１６ サイホン、
２１ 固体原料供給管、２２ 固体原料供給ポンプ、
２３，２４ 送りロール（２軸ロール）、
３１ モータ、３２ 流量計、３３ 調節計、３４ インバータ、４１ 計量機、
４２ インバータ、４３ 原料タンク、４４ ポンプ、４５ バルブ、４６ 流量計、４７ 調節計、５１ モータ、５２ 重量計、５３，１０９ 調節計、
５４，１１０ インバータ、５５ 比率設定器、５６ 調節計、
Ｓ，１０７ 制流手段、１０７ａ 分流体、１０７ｂ 羽根、
１１３ 送り手段、Ｐｉ 移送パイプ、Ｕ 渦、ｍｍ 溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば穀物や医薬原料等の固体原料を液中磨砕装置によって粉砕・磨砕する際に使用される液中磨砕装置に関するものであり、特に、空気の混入を防ぐための液中磨砕装置に関する。さらには、固形原料と液体原料を長時間安定して供給し、排出する装置を備えた液中磨砕システム、液中磨砕方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、水漬けした大豆に挽き水を加えながら磨砕してゴ液にして、豆乳や豆腐をつくる伝統的な製法では、そのゴ液に空気が混入しており、その後の煮沸において吹きこぼれを起こしたり、ムラ煮えの原因になるため、消泡剤を使用してそれを防止している。余計な食品添加物の使用は消費者に敬遠されるばかりでなく、生産者にとっても利益を圧迫している面もある。消泡剤はこのように磨砕時に混入する泡を消すために、食品業界に限らず、広く使用されている。
【０００３】
このような状況から、大豆等の固体原料を粉砕、あるいは磨砕する磨砕装置の改良がなされ、特許文献１や特許文献２には、空気を混入しない密封容器内で穀物や豆類を微粉砕するポンプミルが開示されている。特許文献３には、真空又は嫌気性ガス雰囲気中における液中磨砕方法が開示されている。特許文献４や特許文献５には浸漬大豆を無酸素雰囲気下（水中磨砕）で磨砕する方法が開示されている。特に特許文献５には水中磨砕方法（装置）として磨砕機の前後に定量ポンプを連結する方法が開示されている。特許文献６には定量ポンプで磨砕機に押し込む方法の開示がなされている。
【特許文献１】実開昭５１−７４８６４号公報
【特許文献２】実開昭５０−５３４８１号公報
【特許文献３】特開平３−１６６５６号公報
【特許文献４】特開昭４８−２８６５６号公報
【特許文献５】特開昭５２−１５４５４５号公報
【特許文献６】実公平６−４２４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来、考案されていた液中粉砕法では、大がかりで高価な設備と広い設置スペースが必要であり、複数の容積式ポンプ等の高額な付帯設備費用が必要である。また後工程でデアレータ処理を行うこともなされていた。また、従来の方法はいずれも固形原料と液体原料を圧入する技術思想で行われており、液体原料の割合が高まると、粉砕状態が粗くなったり、磨砕機における負担が大きく、必要以上に高馬力のモータを必要として、その分、余分なエネルギーを使用し、原料の発熱劣化による製品品質低下も起き得た。また高濃度の固形原料（例えば液体原料と１：１）では特に長時間の運転中に、固形原料が閉塞するなどの運転上のトラブルに繋がりやすかった。そのため、現状、液中磨砕はあまり普及していない。
【０００５】
特に、液体原料が固体原料に対して少ない場合、液体原料だけが先に通過しやすく、固体原料と液体原料をバランスよく１回の通過で連続磨砕することは、処理能力や濃度（固体原料と液体原料の比率）の調整範囲が狭く、安定させることは非常に難しい。そのため従来は、１バッチ毎に循環磨砕処理を断続するバッチ連続処理を行うか、数回繰り返し粉砕を行い磨砕する処理しかないのが実情であった。
【０００６】
本発明は、これらの問題点を解消し市場のニーズに応えることを目的に提案されたものであり、従来通りの原料や設備を用いることができ、最小限の初期投資で安定した連続運転と製品の高品質化を実現することが可能な液中磨砕装置、液中磨砕システム、及び、液中磨砕方法を提供することを目的とする。また、本発明は、特に豆乳・豆腐製造等において、消泡剤を必要以上に用いる必要がなく、さらには無消泡剤化によって有機農産物加工食品規格への対応も容易になる。豆乳や豆腐の風味や保存性を改善することが可能で、しかも、磨砕機のような連続的で激しい旋回流の液体中に、空気を混入させずに固形原料を混入させるいかなる場合にも適用できる液中磨砕装置、液中磨砕システム、及び、液中磨砕方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、液中磨砕装置を連続運転するに当たり、固体原料を詰まらせることなく、液体原料とバランスよく供給でき、長時間安定した運転が可能である、安価な供給システムについて追究した結果、特に液中磨砕装置の供給口において固体原料と液体原料の制流を行うことが有効で、十分に空気を噛まない、長時間の連続運転が可能であることを見出し、本願の発明を完成するに至った。また、本発明では泡発生の主たる原因が磨砕工程にあることを重視し、従来の液中磨砕方法の問題（長時間の連続運転不安定、高濃度磨砕が困難、装置が高価等）を解決するに至った。
【０００８】
このような知見に基づいて完成されたのが請求項１記載の発明である。すなわち、本願請求項１記載の発明は、固体原料と液体原料が投入供給されるホッパーと、固体原料を液体原料とともに磨砕部において磨砕する磨砕室を備え、前記ホッパーと磨砕室の間に、かつ液面下に制流手段が設けられていることを特徴とする。また、本発明は、固体原料を液体原料とともに磨砕室内の磨砕部において磨砕し、スラリー状とするに際し、ホッパーから供給される固体原料及び液体原料を制流しながら磨砕室内に供給するとともに、前記液体原料の液位が前記磨砕室内を満たし、且つ前記ホッパーの少なくとも一部を満たすように設定し、前記磨砕を行うことを特徴とする。なお、液中磨砕装置の排出側は開放状態で落差によってバランスタンクに受けてもよい。
【０００９】
前記請求項に係る本発明の液中磨砕装置では、液中において固体原料の磨砕が行われる。したがって、磨砕された固体原料と液体原料の混合スラリー（磨砕物）が空気を抱き込むことがない。ここで特に、制流手段をホッパーと磨砕室の間に設けることにより、磨砕部の回転によって発生する渦が遮断され、一定レベルまで原料が満たされているホッパー内における渦の発生が防止される。その結果、空気（泡）を噛み込む現象が回避され、消泡剤やエネルギー消費を軽減できる。
【００１０】
また、前記制流手段としては、１枚〜複数の平板を設ける手段、２枚の平板を十字に組み合わせた渦巻き防止器を設ける手段等の特別な可動部等がなくても構成でき、固体原料が磨砕室に供給される前に粗粉砕されることもない。また磨砕機は基本的に１連（１ユニットに１台）で構成するシステムである。
【００１１】
本発明の液中磨砕装置用の制流手段は、比較的簡易な構成要素の追加で済むことから、設備投資は僅かなもので済む。また、広い設置スペースや高額な付帯設備は不要である。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の液中磨砕装置に設けられる前記制流手段が、液中磨砕装置の供給口付近に、１枚〜複数の平板を設ける手段、２枚の平板を十字に組み合わせた渦巻き防止器を設ける手段、配管内に螺旋を設ける手段、配管を蛇行させる手段、又は、ホッパーから供給口に至る部分を固体原料が十分通過できる程度に狭く構成する手段のいずれかであることを特徴とする。本発明における静的制流手段（非可動式）をホッパーと磨砕室の間に設けることにより、磨砕部の回転によって発生する渦が遮断（制流）され、一定レベルまで原料が満たされているホッパー内における渦の発生が防止され、空気（泡）を噛み込む現象が回避されるとともに、固形原料が比較的スムースに磨砕室に供給され、消泡剤やエネルギー消費を軽減できる。なお本発明のように可動部等がない制流手段では、比較的簡易な構成要素の追加で済むことから、設備投資は軽減できる（図９〜１３の各（ａ）（ｂ）参照）。
【００１３】
請求項３記載の発明は 請求項１記載の液中磨砕装置に設けられる前記制流手段が、液中磨砕装置の供給口付近に、流路を拡大する形状を有するものであり、その中央付近に配置された分流体に前記拡大された流路を仕切る形で複数の羽根が取り付けられていることを特徴とする。本発明では、静的制流手段（固定形）をホッパーと磨砕室の間に設けることにより、磨砕室の回転流によって発生する渦が遮断（制流）され、一定レベルまで原料が満たされているホッパー内における渦の発生が防止される。その結果、特に固形原料がスムースに磨砕室に供給され、空気（泡）を噛み込む現象が回避され、消泡剤やエネルギー消費を軽減できる。なお本発明のように可動部等がない制流手段では、比較的簡易な構成要素の追加で済むことから、設備投資は軽減できる（図１９、２０（ａ）〜（ｃ）、図２１、図２２、図１４、図１６、図４７参照）。
【００１４】
請求項４記載の発明は請求項１記載の液中磨砕装置に設けられる前記制流手段が、少なくとも一つの羽根車により、ホッパーから供給される固体原料を磨砕室に供給することを特徴とする。該羽根車は１軸回転羽根、２軸回転羽根、またはスクリュー螺旋羽根などが上げられる。本発明では、動的制流手段（可動形）をホッパーと磨砕室の間に設けることにより、磨砕室の回転流によって発生する渦が遮断（制流）され、一定レベルまで原料が満たされているホッパー内における渦の発生が防止され、空気（泡）を噛み込む現象が回避されるとともに、特に固形原料が極めてスムースに磨砕室に供給され、消泡剤やエネルギー消費を軽減できる。なお本発明のように可動部がある制流手段では、固形原料の供給が正確になり、磨砕物の濃度が安定する。若干の構成要素は増えるが、依然、従来技術に比べれば、設備投資は軽減できる。なお、スクリュー螺旋羽根の場合固形原料を押し込むように回転し、磨砕機の回転方向とは逆であった方が効果的である。（図１〜図５、図１５、図１８、図２３、図２６〜図４６参照）
【００１５】
請求項５記載の発明は請求項１記載の液中磨砕装置に設けられる前記制流手段が、少なくとも一つの送りロールを有する送り手段を備えるか、又は、少なくとも対向する一対の送りロールを有する送り手段を備えるか、更に、これらのロールの外周に溝が形成されて、ホッパーから供給される固体原料を磨砕室に供給することを特徴とする。本発明によるロールである動的制流手段（可動形）をホッパーと磨砕室の間に設けることにより、磨砕室の回転流によって発生する渦が遮断（制流）され、一定レベルまで原料が満たされているホッパー内における渦の発生が防止され、空気（泡）を噛み込む現象が回避されるとともに、特に固形原料が極めてスムースに均一に磨砕室に供給され、消泡剤やエネルギー消費を軽減できる。また、ロールには固形原料をつかみやく、定量的な送り込み 効果が得られるように、その表面状態（凹凸状態、軸方向と平行な溝や回転方向の溝、軸に対して斜めや螺旋状の溝、滑り止めや高摩擦機能の有する材料を用いてもよい。）であることが望ましい。更にロールの外周の回転方向に沿うように溝が形成されていることにより、水(液体原料)の通り抜けを良くし、大豆(固体原料)だけを磨砕室側に移動させる。なお本発明のように可動部がある制流手段では、固形原料の供給が正確になり、磨砕物の濃度が安定する。若干の構成要素は増えるが、依然、従来技術に比べれば、設備投資は軽減できる（図１５、図２４、図２６、図２８、図２９、図３１〜３３、図３４（ａ）〜（ｄ）、図３６〜４１、図４８参照）。
【００１６】
請求項６記載の発明は制流手段を有する請求項１〜５記載の液中磨砕装置の排出口に設けられる、磨砕物を送液する送液制御手段を有していることを特徴とする。
本発明では、磨砕装置の排出口に磨砕物の流量や内圧を制御する手段を設けることによって、磨砕室から、前記制流手段を含む、前記ホッパー内の一部までの間に、液体原料（または固形原料）で満たして、気密性を保持しつつ液中磨砕を維持することができる。
【００１７】
請求項７記載の発明は制流手段を有する請求項６記載の液中磨砕装置であってその排出口に送液制御手段を有している磨砕装置において、その送液制御手段が、バルブ、背圧弁、自動調節弁のうち少なくとも１つの送液抑制手段であるか、または、定量ポンプ（容積式ポンプ）、遠心式ポンプ、磨砕機回転駆動部材に羽根等を取付けて加圧機能を付与した手段、減圧吸引手段のうち少なくとも１つの送液促進手段を組み合わせた手段の、いずれかであることを特徴とする。本発明では、前項の通り、気密性を保持しつつ液中磨砕を維持できる上、磨砕機の吐出圧がある場合、抑制手段だけでもよく、また、下記のように抑制手段と促進手段を組み合わせてもよい。
【００１８】
ここで、送液抑制手段は、手動バルブ（ボールコック、バタフライ弁等）の他、バネを利用した背圧弁や空気圧駆動による自動調整弁などのバルブ類、チャッキ弁、オリフィスなど配管内抵抗の発生する機構であり、いずれか１つ、または２つ以上併用することも特に限定しない。なおサイホン式も抑制・促進手段の両機能を備えて、簡易な方法で利用できる（図８、図３７、図３８参照）。送液促進手段は、定量ポンプ（容積式ポンプ）、遠心式ポンプ、磨砕機回転駆動部材（例えば回転砥石の円形ベース金属の外周に複数の羽根を溶接取付した形態）に羽根や溝等を設けて加圧機能を付与した手段、減圧吸引手段（デアレータ、真空ポンプ、ブロア、エジェクター等）のうち少なくとも１つの送液促進手段を組み合わせた手段のいずれか１つ、または２つ以上併用することも特に限定しない。また前記抑制手段と任意に組み合わせてもよい。ただし定量ポンプ（容積式ポンプ：ロータリーポンプ、モーノポンプ、チュービングポンプ、ベーンポンプ、ギヤポンプ）との組み合わせは運転中は完全閉塞しないよう制御することはポンプの損傷を避けるため必要である。なお定量ポンプは停止すると密閉性が比較的高いので、抑制手段としても活用することもできる。なお前記磨砕機回転駆動部材はそれ自身回転遠心力があり、磨砕物をある程度吐出する機能があるので、それ加えて抑制手段として、排出口に設けた背圧弁等を設けたりしてもよく、極めて安価なシステムを構築できる。なお本発明のように磨砕機出口に流量制御手段を設けることによって、液中磨砕を実現しやすくなり、能力や磨砕粒度の安定性も向上する。また定量ポンプ等を排出口に連結し、粉砕物を吸い出す（又は粉砕物の吐出を抑える）ように設置しても構わない。すなわち、流体を制御できるバルブであれば特に限定されない（図１、図２、図４、図５、図１６、図１７、図１８、図２１、図２２、図２６、図３６、図３９、図４０９、図４１〜４７参照）。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７記載の液中磨砕装置において固体原料と液体原料を投入するホッパー内の前記原料のレベルを液位センサによって検知し、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた送液制御手段によって一定に指示調節することを特徴とする。本発明によれば、固形原料の状態や供給量など微小な負荷変動による処理能力の変化によって、液体原料が先走り、固形原料が磨砕機に詰まって、一時的に閉塞したり、運転中断になることを防止できる（（図２、図５、図１５、図１６、図１７、図１８、図２２、図４０参照）。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、前記磨砕装置における液体原料や固体原料の流量を、各原料計量手段によって検知し、または磨砕物の流量を、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた流量計で検知し、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた送液制御手段によって、一定に調節することを特徴とする。また、本発明によれば、液体原料や固形原料のそれぞれについて、流量計や重量計等によって流量を検知して前記送液制御手段により、液体原料と固形原料の流量を一定にすることができる。また、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた流量計で磨砕物の流量を検知して、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた送液制御手段によって、一定に調節することを特徴とする。（図１４、図２１、図３９参照）。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜７、８記載の磨砕装置であって液体原料や固体原料を投入するホッパー内の前記原料のレベルを液位センサによって検知し、前記磨砕装置の回転磨砕部材の回転数を制御することによって、一定に調節することを特徴とする。本発明によれば、固形原料の状態や供給量など負荷の大小や要求される品質によって磨砕機の回転数を変更したり、ホッパー内の液位の調節手段として、他の手段（例えば請求項７や請求項８記載）との組み合わせによって、微小な負荷変動や一時的な閉塞を防止できる（図１６））。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜７、９記載の磨砕装置であって、液体原料や固体原料の流量を、各原料計量手段（流量計や重量計）によって検知し、または磨砕物の流量を、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた流量計の信号によって検知し、前記磨砕装置の回転磨砕部材の回転数を制御することによって、一定に指示調節することを特徴とする。
本発明によれば、液体原料や固形原料のそれぞれについて、流量計や重量計等によって流量を検知して前記磨砕装置の回転磨砕部材の回転数を制御することによって、液体原料と固形原料の流量（もしくは磨砕物の流量）を一定にすることができる。また、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた流量計で磨砕物の流量を検知して、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた送液制御手段によって、磨砕物の流量を一定に調節することを特徴とする（図１７）。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜８、１０記載の液中磨砕装置であって、前記ホッパー内の前記原料レベルを液位センサによって検知し、液体原料や固体原料の流量計の信号を、比率設定器を介して、固形原料の供給装置の供給量と、液体原料の供給装置の供給量の比率を一定に指示調節しながら、前記ホッパー内の原料のレベルを一定に調節することを特徴とする。本発明によれば、液体原料と固形原料との比率、すなわち固形原料の濃度を自在に変更できる上、各原料計量器の計量モニターが可能で品質管理にも役立つ。また負荷変動や磨砕部の条件の変動により、固形原料対液体原料比が一定でも、固形原料の粒度が変化することがあり、その後の工程で分離装置がある場合、抽出率に影響することに繋がるが、本発明によって、総流量またはホッパー液位を一定に保ち、固形原料対液体原料比を微調整し、高品質な磨砕を実現できる（図１８）。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２記載の液中磨砕装置を含むシステムであって、前記磨砕装置の排出口が脱泡装置の流入口、加熱装置の流入口に連結されていることを特徴とする。本発明によれば、液中磨砕装置によって空気を抱き込まない状態の磨砕物を一旦空気に触れさせることなく、連続して、連結された脱泡装置、加熱装置、分離装置に直ちに移送されるので、製品への空気の噛み込みを最小限に抑えることが可能になる（図４）。
【００２５】
請求項１４記載の発明は固体原料を液体原料とともに磨砕室内の磨砕部において磨砕し、スラリー状とするに際し、前記固体原料を制流手段によって磨砕室内に供給するとともに、液体原料をホッパーから供給し、前記液体原料の液位が前記磨砕室内を満たし、且つ前記ホッパーの少なくとも一部を満たすように設定し、前記磨砕を行うことを特徴とする液中磨砕方法である。本発明では、制流手段を設けることによって、磨砕室付近で発生する、強く激しい旋回流によって、固形原料が流入することが妨げられることを防止し、固形原料が液中下で、磨砕室にスムースに供給でき、長時間安定した連続運転（バッチ運転）が可能になる（図５にバッチ式の液中磨砕システムの代表例を示す。）。また、図３に示すように、排出口１３からの配管を液体原料１０３位置と一旦同じ高さにして配することによっても磨砕物が粉砕中に空気を抱き込むことがなくなる。
【００２６】
以上、本発明の液中磨砕装置、液中磨砕方法では、液体原料が磨砕室内を満たし、且つホッパーの少なくとも一部を満たすように設定することにより、いわゆる液中粉砕が実現し、磨砕物が粉砕中に空気を抱き込むことがなくなる。その結果、消泡剤の使用も必要最低限で済む。ここで特に、制流手段をホッパーと磨砕室の間に設けることにより、磨砕部の回転によって発生する渦が遮断され、ホッパー内における渦の発生が防止される。その結果、固体原料の流入を妨げる現象や、気泡を噛み込む現象が回避される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、従来通りの原料や設備を用いることができ、最小限の初期投資で安定した連続運転と製品の高品質化を実現することが可能な液中磨砕装置、液中磨砕システム及び液中磨砕方法を提供することが可能である。また、本発明によれば、特に豆乳・豆腐製造等において、消泡剤を必要以上に用いる必要がなく、さらには無消泡剤化（有機農産物加工食品規格対応への一部）にも対応し易く、豆乳や豆腐の風味や保存性を改善することが可能な液中磨砕装置、液中磨砕システム及び液中磨砕方法を提供することが可能である。すなわち、本発明は特に粉砕・磨砕をする際、特に、原料と空気との接触を防いで泡の噛み込みを防止し、余計な消泡剤を加えたり、脱気処理が必要なく、安価で効率の良い、簡易なシステムの構築が可能になる。豆腐製造の場合、消泡剤を余分に使わず、全く消泡剤を使わないことも可能になり（高価な消泡剤を使わなくて済み、豆腐製造原価低減に貢献できる。）、ゴ液の比重が高く、その後のポンプ搬送において送液効率が高くなる。ただし消泡剤については品質改良剤として製品品質上、有益である場合があり、その場合、本発明においては、ホッパー内の水面下から、それ以降の任意の部位に液体状の消泡剤を圧入することは可能である。その消泡剤は粉体状では扱えないので、液状のものや、粉体の製剤を食用油などに分散または溶解・乳化させたものを利用することができる。
【００２８】
また本発明によれば、例えば豆乳・豆腐製造において磨砕物（いわゆる生ゴ）に空気が噛まない状態であるため、その後の加熱工程においては熱の伝達が効率よく行われ、蛋白質の均質な熱変性を起こすことになり、これが最終製品である豆乳や豆腐の品質に好ましい効果を与える。例えば、ムラ煮えが防止され保存性が向上する。泡を多く噛み込んだ生ゴ液を煮沸する場合、煮沸時の吹き上がり（気泡の膨張）やムラ煮え等の原因ともなり、味や品質への悪影響を防ぐことができる。さらにゴ液が吹きこぼれたりすると、機械装置を汚すばかりでなく、様々な計器や機器類の故障にもつながり、機械装置のメンテナンス費用が増大し、そのまま放置されれば、作業安全上、危険な状態にも陥りやすい。
【００２９】
さらに、本発明の液中磨砕システムによれば、固形原料：液体原料比が１：１〜１：５等の高濃度であっても、１：７〜１：１０等の低濃度であっても、空気を噛み込ませず、長時間、安定した供給を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を適用した液中磨砕装置、液中磨砕システム、及び液中磨砕方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
（第１の実施形態）
本発明の液中磨砕装置の基本構成は、固体原料と液体原料が投入されるホッパーと、固体原料を液体原料とともに磨砕部において磨砕する磨砕室を備える。図１は、液中磨砕装置２を示すものであり、本例では、縦型の液中磨砕装置２の上方に設けられた原料供給口３に接続する形で制流手段Ｓが取り付けられている。図２と図３から図７は、上記制流手段Ｓを有する液中磨砕装置２を使用した液中磨砕システムの例を示すもので、図５では、ホッパー５に設けた液位センサ１０によって検知される液体原料８の液位に基づいて、調節計３３及びインバータ３４によってポンプ１４の回転数（流量）を制御し、ホッパー５内の液体原料８の液位が一定に保たれるようにしている。図１〜図５では、上記制流手段Ｓは、移送パイプＰｉ内に対向する２軸ロール（送りロール）２３，２４が回転可能に軸支され、これら送りロール２３，２４間で固体原料６を予め粗粉砕することなく、適度にクリアランスの広い状態し、磨砕装置２内へ供給するようにした例であるが、この制流手段Ｓ、１０７としては、後述するものが適用可能である。図６、図７では静止型制流手段の例を示すものである。いずれも磨砕機の原料供給口３の内部に発生している強力な渦流Ｕを防止しながら、固形原料と液体原料を分離させずに均等に磨砕室１２に送り込むことができる。
【００３２】
ホッパー５は、固体原料と液体原料が投入されるものであれば、特に限定されない。そして、ホッパー５には、液体原料８を導入するための液体原料導入管９がホッパーの底部側（液体原料８の水面下）に設けられている。ホッパー５に供給された液体原料８は、ホッパー５内から固体原料６とともに原料供給口３から液中磨砕装置２内へと投入される。
【００３３】
ホッパー５には、ホッパー５内の液体原料８の液位を検知する液位センサ１０が設置されている。後述の通り、液中磨砕装置２においては液中粉砕が行われるが、このとき、ホッパー５内において液体原料８の液位が低下し過ぎると、液中磨砕装置２に供給される原料中に空気が混入するおそれがある。そこで、前記液位センサ１０によって液体原料８の液位を監視し、空気の混入を防止する。液位センサ１０としては、圧力センサ、磁歪式センサ、フロート式センサ、超音波式センサ、レーザ式センサ、レーダ波式センサ、複数の電極等、任意のセンサを用いることができる。液位の調整は、例えば液位センサ１０の信号を調節計に入力し、後述の排水口に設けられたポンプやバルブ等の流量制御装置に対して、オン−オフ制御やＰＩＤ制御を行う。なお、固体原料のレベルも、同様にレベルセンサを用いてコントロールすることも可能であり、有効である。液中磨砕装置２の回転砥石１１ｂの回転数や前記排出側の調節弁やポンプ回転数を手動で調整するか、自動で変速して、固体原料６と液体原料８の微妙なレベルのバランスを調整することもできる。
【００３４】
一方、液中磨砕装置２は、供給（投入）された固体原料６を磨砕する石臼状の砥石（磨砕部）１１を備えた磨砕室１２を有し、ここで固体原料６を磨り潰し、スラリー状にする。液中磨砕装置２は、図１に示す例では縦型構造が採用されているが、これに限らず、横型構造の液中磨砕装置であってもよい（図８参照）。ただし、縦型構造を採用した場合の方が、設置スペースが小さくて済むが、シール漏れによる漏電の危険性がある。横型構造は、液中磨砕条件を得やすく、装置高さも低く洗浄やモータの交換等メンテナンスし易いという利点があり、好ましい。
【００３５】
液中磨砕装置２においては、例えば原料供給口３及び排出口１３を塞げば、磨砕室１２内は気密で漏れがない構造であることが必要条件であるが、多少漏れがあっても適用可能である。このような液中磨砕装置２の気密構造と、制流手段Ｓの組み合わせにより、液中粉砕を安定して実現することができ、空気の混入を十分抑えることが可能である。
【００３６】
本発明における液中磨砕装置２は、連続運転を前提としているが、バッチ式運転又はバッチ連続運転でも適用できる。本発明における液中磨砕装置２の運転の際、液体原料８や固体原料６は一定流量で計量され、磨砕装置２のクリアランス（運転初期に調整し、固定）の変化がなく一定であれば、数時間〜１日程度〜数ヶ月間の連続運転中、終始、十分に安定している。
【００３７】
液中磨砕装置２の磨砕室１２に設けられる砥石１１は、例えば固定砥石１１ａと回転砥石１１ｂとから構成され、固定砥石１１ａの中央に設けられた孔１１ｃから固定砥石１１ａと回転砥石１１ｂの間に固体原料６が導入されて磨り潰される。固定砥石１１ａ及び回転砥石１１ｂには、金属製の砥石やセラミック製の砥石、多孔質な砥石等、任意の砥石を用いることができるが、これら固定砥石１１ａや回転砥石１１ｂは、液体原料８が浸み込まないように、非浸透性材料により構成されていることが好ましい。これは、固定砥石１１ａや回転砥石１１ｂが多孔質で透水性、通水性がある場合には、磨砕時、回転砥石１１ａの遠心力や内圧によって、固定砥石１１ａや回転砥石１１ｂを液体原料８が通り抜け、固体原料６と液体原料８のバランスが崩れるおそれがあるからである。固定砥石１１ａや回転砥石１１ｂを非浸透性材料により構成することにより、前記バランスの崩れを防止することができる。
【００３８】
したがって、固定砥石１１ａや回転砥石１１ｂの材質としては、ステンレス、金属、ダイヤモンドやアルミナなどの自然石、多孔質な砥石に樹脂やセラミック等を含浸させて非浸透性とした砥石等が好適である。前記含浸により非浸透性とする場合、含浸の方法としては、例えば減圧下で多孔質砥石に液状樹脂等を含浸させ、これを焼結、加温（例えば、常温〜２０００℃程度）によって硬化させる。使用する樹脂としては、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、塩化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＣ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、フッ素樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂（ＭＦ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、ユリア樹脂（ＵＦ）、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、オキシベンソイールポリエステル樹脂、ポリ乳酸樹脂等の生分解性プラスティック類、天然ゴム、合成ゴム等から適宜選択して用いることができ、特に磨砕対象が食品である場合には、食品衛生法上の規格に適合する樹脂を用いる必要がある。
【００３９】
前述の液中磨砕装置２では、特にバッチ運転で継続稼働する場合（バッチ連続時）、排出口１３側を密閉し、最低限、空気の侵入を遮断することが必要である。例えば排出口１３を密閉せず空気の侵入を許すと、磨砕室１２内で磨砕中に泡が発生してしまうおそれがある。これに対して、図２に示すように、スラリーの排出口１３を密閉しながら遠心ポンプ１４を連結し、その下流に調節弁などのバルブ１５を接続し、空気の侵入ルートを断つことにより、ホッパー５から遠心ポンプ１４やバルブ１５までが液体原料８で満たされ、空気が侵入しなくなって液中粉砕が実現される。
【００４０】
液中磨砕装置２の排出口１３を密閉するための手段としては、前記バルブ１５に限らず、簡易なものとしては、図８に示すような背圧弁１５や、図３に示すようなサイホン１６等とすることも可能である。
【００４１】
あるいは、固体原料６と液体原料８の比率を一定に、且つ連続運転においても安定に保ちながら液中で磨砕することを目的に、前記液中磨砕装置２の排出口１３に連結した流量制御装置によって、前記ホッパー５内の液位を一定に調節するようにしてもよい。この場合、送液流量制御装置としては、ボールコック、バタフライバルブのようなバルブやオリフィス等、簡易なものでもよい。好ましくは、自吸力のある容積式ポンプ（ロータリーポンプ、ギヤポンプ、ベーンポンプ、チューブ式ポンプ、モーノポンプ等）を設け、前記ホッパー５に設けた液位センサ１０の検出信号に基づいて前記ポンプの回転数（吸引量）やバルブ開度を制御する。
【００４２】
前記制御を行った場合、後工程が例えば連続煮沸装置による工程の場合、煮沸時間や濃度が多少は変動するが、液中粉砕の効果を重視する。バッチ式煮沸装置の場合は１バッチ分だけ混合して、全体で一定比率になれば問題ない。前記送液流量制御装置は、流量制御の他、稼動の初期段階には磨砕室１２内の空気の排出、スラリーの充満に用いる。
【００４３】
前記のようにホッパー５内の液位に連動して容積ポンプの吸引量を調整し得る送液制御手段を設けることにより、容積ポンプの吸引量が多すぎたり少なすぎたりして、ホッパー５内の液位が低下し過ぎたり、逆に溢れ出すことを防止することができる。その結果、安定した運転を行うことができる。
【００４４】
以上のような構成を有する制流手段Ｓ及びこれを備えた液中磨砕装置２においては、液中磨砕装置２の原料供給口３に強力な押し込み装置が不要であり、固体原料の圧入による閉塞の心配もない。また、液体原料が固体原料に対して少ない場合でも、供給側には特別なポンプや押し込み装置が不要であり、固形原料だけを送るための簡易の送り機能さえあればよく、液体原料は隙間から自由に連通する簡単で安価な装置でよい。市販のロータリーポンプやモーノポンプ等のように液体原料を送るための精度の高いポンプ（シール性の高い、静止時でも液体原料を保持できる。）はあえて必要としない。
【００４５】
本発明の制流手段、液中磨砕装置の構成は、前記のものに限らず、種々の変更が可能である。そこで次に、本発明を適用した制流手段、液中磨砕装置の様々な形態について説明する。
【００４６】
図９〜図１３は、供給される固体原料６（液体原料を含むこともある）と前記ホッパー５により供給される液体原料８が合流した後、原料供給口３に至るまでの間に制流手段Ｓを設けた例である。制流手段Ｓを設けることで、液中磨砕装置の磨砕室において砥石や粗砕羽根等が回転することによって発生する渦流が固体原料の流入を妨げる現象、及び空気を噛み込む現象を解消することができる。制流手段Ｓは、磨砕装置の供給口付近（液中）に、例えば１〜複数の平板を設ける手段Ｓ１（図９）、２枚の平板を十字に組み合わせた渦巻き防止器を設ける手段Ｓ２（図１０）、配管内に螺旋を設ける手段Ｓ３（図１１）、配管を蛇行させる手段Ｓ４（図１２）、ホッパーから供給口に至る部分を固体原料６が十分通過できる程度に狭く構成する手段Ｓ５（図１３）等であるが、これらに限定されるものではない。このように、磨砕室１２は、気密構造であるとともに、ホッパー５にある固形原料６とある液体原料８を磨砕装置２に移送する移送パイプＰｉを備え、この移送パイプＰｉ内部において、上記ホッパー下部開口部からこの移送パイプＰｉの間に旋回流又は渦流を抑制する上記制流手段（該固形原料や該液体原料の流通は最小限妨げない）Ｓ（と後述する符号１０７）を備えている。
【００４７】
ここで、制流手段Ｓ（と後述する符号１０７）は、機内の渦流状態が供給口から連通するホッパー５上の原料（液体・固体原料６）に影響して、特に原料が共回りして下方向の供給口に入りにくくなることを防ぐ目的とするとともに、渦流を制止させるために配される手段であり、制流することによって、その渦流状態である機内に原料である液体・固体原料を分離することなく、均一に長時間安定して供給することができる。特に固形原料６と液体原料が体積比で１：１であるような比較的高濃度の原料でも適用できる。また、定量ポンプまたはそれに類似した固形原料送り装置：液体搬送用に精度のよい、吐出圧力の高い定量ポンプはあえて必要ではなくなる利点を有する。固形原料６をスムースに搬送できればよく、液体原料については特に高精度な搬送は要求されず、簡易な構造でかまわない。つまりホッパー内の原料に働く重力を主として利用する固定式の制流手段や、２軸ロール式送り装置のように特に固形原料を補助的に利用（移送）するものである。磨砕装置２の供給口（激しい渦流が発生している）にスムースに供給されるよう、その発生している渦流をホッパー内の原料にまで影響させない、縁を切る形で、２軸ロールを配し、場合によっては（粗粉砕しない；固形原料の品質劣化を進行させることがあるため）そのロールには窪みを形成させて、固形原料を上のホッパーから、下の磨砕装置供給口にスムースに移送するのである。また、図１２に示すように、配管上の変形、渦流の中心軸を外すような形態もとることができる。
【００４８】
図１４は、液中磨砕システムの他の例を示すものである。前述の通り、制流手段Ｓや液中磨砕装置２の構成は図１に示すものと同様であり、制流手段Ｓ及びホッパー５を備え、液中磨砕装置２は固定砥石１１ａ及び回転砥石１１ｂを備える。なお、図１４においては、回転砥石１１ｂを回転するためのモータ３１が図示されている。
図１５は、対向する２軸ロール式制流手段２３，２４間で固体原料６を予め粗粉砕することなく、適度にクリアランスの広い状態し、磨砕装置２内へ供給するようにした例である。本発明ではロール間やロールと器壁間の隙間は固体原料の粒子サイズより若干ないし狭く調整する。その調整幅と固体原料の弾力特性によって、粉砕がほとんど起きず、固体原料をそのまま噛み込んでホッパーに送り込む定量機能を発揮させることが可能である。２軸ロール型の場合、互いの回転数は同一の方が定量効果を得やすい。例えば、吸水した漬大豆について、その粒度にもよるが、余程の大粒でなければ、最小径１０ｍｍ以下の漬大豆では、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下で粗粉砕をせずに送り機能と共に制流効果を発揮する（図４７）。
【００４９】
ポンプ１４の下流位置には、流量計３２が設置されており、この流量計３２により計測される流量に基づいてポンプ１４の回転数（流量）を制御する調節計３３及びインバータ３４が設けられている。ここで、ポンプ１４の代わりにバルブを設ける場合には、前記インバータ３４は省略可能であり、調節計３３によってバルブの開度を調節する。ポンプ１４の代わりに、バルブ、背圧弁、調節弁、遠心ポンプ、磨砕機回転体に遠心ポンプ機能を付与した手段等の送液制御手段を設けることが可能である。つまり、従来の特許文献５に記載されているような定量ポンプでなくとも、上記送液制御手段を用いることによって液中磨砕が可能になる。
【００５０】
本発明において、前記液体原料は、水、温水、熱水、加圧熱水、飲料、液体油、乳化剤、有機溶媒、液体状食品から選ばれる少なくとも１種である。
固体原料６は、例えば、穀類、豆類（大豆、小豆など）野菜、果実、茶葉、薬草から選ばれる少なくとも１種であり、これらに限定されるものではなく、湿った固体も含み、固形分含量１〜１００％で予め別途粗粉砕されていてもよい。
【００５１】
液体原料８は、例えば、水、飲料、液体油、乳化剤、有機溶媒、液体状食品や水とは冷水（０以上１５℃未満）、温水（１５以上６０℃未満）、熱水（６０以上１００℃未満）、クエン酸やアスコルビン酸（ビタミンＣ）等の有機酸を含んだ酸性水、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ性水、塩化ナトリウム、アスコルビン酸ナトリウム等を含む各種塩溶液、軟水、水道水、地下水、海水（希釈品）、海洋深層水（脱塩処理品等）、やそれらの脱気または脱酸素処理、脱金属イオン処理（例えば陽イオン交換樹脂処理、陰イオン交換樹脂処理、逆浸透膜処理等）したもの、アルカリイオン水、酸性イオン水、蒸留水などでこれらに限定されるものではない。飲料や液体状食品とは豆乳、牛乳、果実ジュース飲料、タンパク質や糖を含む溶液等、大豆・豆乳・ゴ液やオカラや豆腐粕等を超臨界水または亜臨界水処理（高温高圧短時間処理）した液体（スラリー）であってもよく、食酢、しょうゆ、ソース、酒類等であるが、これらに限定されるものではない。液体油とは大豆油や菜種油等の食用油（サラダ油、白絞油、やビタミンＥを含む油）、乳化剤は液油状のジアシルグリセロール等融点が磨砕温度以下のものである。また、食塩、硫酸ナトリウム、塩化カリウム等の無機塩を含む液体でも効果的な場合がある。固体原料６が胡麻や落花生、あるいはそれらの焙煎物等の場合には、大豆油や菜種油、胡麻油等の使用温度で液状の食用油（融点が低い）等を用いれば、ペースト状の練り胡麻やピーナッツペーストとなる。食用以外であれば、様々な液状の物質を用いることもできる。場合によっては、水以外の有機化合物（エタノール水溶液、焼酎、酒等等）も使用できる。液体原料８についても、これらに限定されるものではない。
【００５２】
本発明を利用できる製品は、固形原料が大豆の場合、豆乳や豆腐類、油揚類である。例えば、豆乳であれば、調整豆乳、豆乳飲料、豆乳ゼリー、豆乳アイスクリーム、豆乳ヨーグルト等、豆腐類であれば、絹豆腐（絹ごし豆腐）、充填豆腐、木綿豆腐、寄せ豆腐（おぼろ豆腐）等の豆腐類（冷凍製品も含む）、厚揚げ、生揚げ、薄揚げ、寿司揚げ、がんもどき、豆腐ステーキ、豆腐ハンバーグ等の生地類（冷凍半製品も含む）、凍り豆腐やその凍結前後の生地、揚げ物であれば、寿司揚げ、厚揚げ、生揚げ、薄揚げ、がんもどき等の油揚類、湯葉や湯葉豆腐、大豆タンパク質ゲル・豆乳ヨーグルト、豆乳ゼリー、豆花等の大豆加工食品について有効に適用される。原料大豆は、国産大豆、輸入大豆で浸漬大豆、無浸漬大豆でもよい。またリポキシゲナーゼ遺伝子欠損種や、それらの脱皮大豆・圧偏大豆・生大豆粉、荒割大豆等、分離大豆タンパク質、濃縮大豆タンパク質等を含む。これらに限定されるものでないことは言うまでもない。
【００５３】
また、磨砕に際しては、液面制御が重要であり、本システムにおいても、排出口１３を密閉しながらポンプ１４を連結し、空気の侵入を断つようにしている。さらに、流量計３２により計測される流量に基づいて調節計３３及びインバータ３４によってポンプ１４の回転数（流量）を制御し、ホッパー５内の液体原料８の液位が一定に保たれるようにしている。
【００５４】
これらによって、ホッパー５からポンプ１４までの経路全体が液体原料８で満たされることになり、いわゆる液中粉砕となっている。さらに、流量が適正になるようにポンプ１４の回転数を制御しているので、前記液中粉砕を安定して行うことができる。
【００５５】
図１５は、液中磨砕システムの他の２の例を示すものである。本例の液中磨砕システムも、基本的には先の図１４に示す例と同様の構成を有するが、ホッパー５に設けた液位センサ１０によって検知される液体原料８の液位に基づいて、調節計３３及びインバータ３４によってポンプ１４の回転数（流量）を制御し、ホッパー５内の液体原料８の液位が一定に保たれるようにしている。
【００５６】
本例のように、ホッパー５内の液位に連動してポンプ１４の吸引量を調整することにより、ポンプ１４の吸引量が多すぎたり少なすぎたりして、ホッパー５内の液位が低下し過ぎたり、逆にホッパー５から液体原料８が溢れ出すことを防止することができる。その結果、安定して液中粉砕を行うことができる。
【００５７】
図１６は、液中磨砕システムの他の例を示すものである。本例では、ポンプ１４を容積式ポンプとするとともに、固体原料６及び液体原料８の供給量を適正に制御するような構成となっている。なお、容積式ポンプの代わりに、外部からの信号で動作する調節弁や、背圧調整弁等を用いることもできる。
【００５８】
ここで、固体原料６は計量機４１により計量され、制流手段１０７に供給される。計量機４１における固体原料６の供給量は、インバータ４２によって制御される。一方、液体原料８は、原料タンク４３内の液体原料８がポンプ４４、バルブ４５、及び流量計４６を介してホッパー５へと供給される。バルブ４５には調節計４７が設けられ、流量計４６における計測結果に基づいて、適正な開度となるように制御される。
【００５９】
また、液中磨砕装置２の回転砥石１１ｂを回転駆動するモータ３１には、調節計４８及びインバータ４９が設けられており、液位センサ１０による検知結果に基づいて、回転数が制御される。これらの機構により、固体原料６や液体原料８が安定供給されるとともに、その供給量に応じて磨砕速度が調整され、安定して液中粉砕が行われる。
【００６０】
図１７は、液中磨砕システムの他の例を示すものである。本例では、ポンプ１４を容積式ポンプとするとともに、固体原料６及び液体原料８の供給比率を適正に制御するような構成となっている。なお、本例の場合にも、容積式ポンプの代わりに、外部からの信号で動作する調節弁や、背圧調整弁等の送液制御手段を用いることができる。また、磨砕装置２の回転砥石側に羽根（加圧力を有する羽根、遠心ポンプのようなインペラ等）を備え、液中磨砕装置２の排出口に接続される送液制御手段がバルブ、背圧弁または調整弁のいずれか１または２以上の組み合わせであって、背圧弁は適度なバネ定数を有するバネによる開口調整するか、または電動調整弁や空動調整弁の場合、磨砕装置出口の内圧の微少な変化を圧力センサで検知し、開口調整することによって、微調整しながら、全体の平均流量をほぼ一定に保つよう調整することができるようになっている。
【００６１】
本システム（図１６、図１７）においても、固体原料６は計量機４１により供給量が計量され、ホッパー５に供給される。液体原料８も、原料タンク４３内の液体原料８がポンプ４４、バルブ４５、及び流量計４６を介してホッパー５へと供給される。ここで、固体原料６を計量する計量機４１は、モータ５１によって駆動され、当該モータ５１は、予め求められた時間当たりの計量値を基に、インバータ４２によってその回転数が制御される。液体原料８の供給量を調整するバルブ４５には、調節計４７が設けられ、流量計４６における計測結果に基づいて、適正な開度となるように制御される。
【００６２】
さらに、図１８に示すように本例の液中磨砕システムでは、固体原料６と液体原料８の比率が適正なものとなるよう制御する比率設定器５５及びその調節計５６が設けられている。液位センサ１０からの検出信号に基づいて、調節計５６によって比率設定器５５が制御され、さらにこの比率設定器５５は、前記固体原料６の調節計５３及び液体原料８の調節計４７を制御して、固体原料６と液体原料８の比率が一定且つ適正なものとなるように制御する。これにより、安定に液中粉砕が行われるだけでなく、均一なスラリーの製造が可能になる。なお、流量計にて測定された磨砕物の流量の変化に応じて、調節計５３及びインバータ４９を介して磨砕機モータ３１の回転数を制御することもできる。
【００６３】
前記液中磨砕システムにおいては、前述の液中磨砕装置を連続的に運転し、その排出口を脱泡装置の流入口に連結することにより、一連の工程を連続的に行うことが可能である。連続運転される液中磨砕装置における排出口に磨砕処理液（スラリー状、ペースト状、乳液状等）を空気に触れることなく、次工程の脱泡装置に連結することによって、磨砕処理液の変質等を効果的に抑制・低減できる。該脱泡装置は、連続式、バッチ式いずれでもよいが、連続式の方がシステムとして合理的で望ましい。即ち定置洗浄（ＣＩＰ）洗浄性も良く、大量生産に向く。
【００６４】
前記連結とは如何なる連結手段でもよく、特に限定しないが、気密に連結することが望ましく、図３のように、解放前にタンクに一旦受ける場合、若干空気に触れたり、先入れ先出しが不十分になるので、液中磨砕効果はあるものの、低減する。
【００６５】
あるいは、液中磨砕装置を間欠的に運転し、その排出口を脱泡装置の流入口に連結することも可能である。間欠運転される液中磨砕装置における排出口に磨砕処理液（スラリー状、ペースト状、乳液状等）を空気に触れさせることなく、次工程の脱泡装置の流入口に連結することによって、磨砕処理液の変質等を効果的に抑制・低減できる。該脱泡装置は、連続式、バッチ式いずれでもよいが、本発明ではバッチ式の方がシステムとして望ましい。即ち、小規模または少量多品種生産に向く。
【００６６】
前記連続運転に比べて、停止中は磨砕室１２やホッパー５等に滞留する磨砕処理液の変質の危険があるが、液中磨砕装置２が気密であり、また毎回液体原料で磨砕室１２が置き換わるように使用することによって、液中磨砕効果の低減を抑えることができる。該磨砕処理液は磨砕前に比べて、変質が非常に起こりやすい状態にあるので、液中磨砕による効果を維持する上で、気密な連結は重要である。該磨砕処理液は磨砕前に比べて、不安定な状態にあるので、液中磨砕による効果を維持する上で、気密構造は重要である。さらに次工程が脱泡装置である場合、わずかに噛み込んだ気泡や溶存空気を除去できる。
【００６７】
以上の液中磨砕システムにより、例えば大豆、野菜、果実、薬草を磨砕するときに、水を挽き水として用い、液中磨砕を行うことによって、大豆、野菜（根菜類も含む）、果実、薬草（ハーブ、漢方薬草等）を原料とする加工製品は、気泡の抱きこみが抑えられ、見栄えも良くなる。固体原料を胡麻または落花生とし、液体原料を液状食用油脂として液中磨砕を行うことによって、気泡を含まない艶のある滑らかな胡麻ペースト（練り胡麻）、ピーナッツペーストを得ることができる。
【００６８】
（第２の実施形態）
本実施形態の液中磨砕装置１０１は、先の実施形態の液中磨砕装置と同様、原料供給口に設置され固体原料１０２及び液体原料１０３を投入するためのホッパー１０４と、前記ホッパー１０４から供給（投入）された固体原料１０２を磨砕する石臼状の砥石（磨砕部）１０５を備えた磨砕室１０６、さらには前記砥石１０５を回転するためのモータＭを備えるものであるが、図１８に示すように、さらに前記ホッパー１０４と磨砕室１０６の間に制流手段１０７を備えることが大きな特徴である。図１８に示す液中磨砕システムでは、ホッパー５内の前記原料レベルを液位センサ１０によって検知し、液体原料８や固体原料６の流量計（重量計）４６の信号を、比率設定器５５を介して、固形原料６の供給量と、液体原料８の供給装置４３の供給量の比率を一定に保持（または微調節）するよう、指示調節しながら、固体原料６と液体原料８を投入および貯留する前記ホッパー５内の前記原料のレベルを一定に調節する。
【００６９】
前記制流手段１０７は、例えば図１９、図２０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、円環状に流路を拡大する形状を有するものあり、その中央付近に配置された分流体１０７ａに前記円環状の流路を仕切る形で複数（本例の場合、６枚）の羽根１０７ｂが放射状に取り付けられている。分流体１０７ａは駒形形状したものや塊状体、駒状体、円錐状、多角錘状等、下方の渦流を遮り、上方からの原料流入路を分岐する機能であれば、形状には特に限定されない。その分流路の断面は環状・円状のほか、三角、四角、多角形の流路も取り得る。また前記流路仕切板は放射線状のほか格子状、平行状などの配置や枚数は上記機能を有すれば特に限定されない。
【００７０】
液中磨砕装置１０１において、液体原料１０３が前記磨砕室１０６内を満たすとともに、ホッパー１０４の少なくとも一部を満たすように設定し、いわゆる液中磨砕を行う場合、例えば図６から図８、更には図１９に示すように前記制流手段１０７が設けられていないと、液面は前記磨砕室１０６内の砥石１０５の回転により発生する渦Ｕの影響を受け、前記固体原料１０２及び液体原料１０３を磨砕室１０６内に供給する際に空気を巻き込む可能性が高い。したがって、磨砕物も泡を噛むことになり、製品品質に悪影響を受けるおそれがある。
【００７１】
これに対して、前記のように制流手段１０７を設けることで、前記渦の影響を解消することができ、空気の巻き込みによる製品品質の低下を回避することができる。具体的には、前記構造の制流手段１０７を設けた場合には、砥石１０５の回転により発生する渦は、前記６枚の羽根１０７ｂによって遮られ、ホッパー１０４まで到達することがない。このため、ホッパー１０４内の液体原料１０３の液面が前記渦の影響を受けることがなく、穏やかな状態が保たれる。したがって、原料供給に際して空気を巻き込むことがなく、製品品質が空気を抱き込むことがない。
【００７２】
また、前記制流手段１０７の場合、当該制流手段１０７のための駆動手段（例えばモータ等の可動手段）は何ら必要としない。したがって、簡略な装置構成で、しかも消費電力等を上昇することなく、十分な効果を得ることが可能である。
【００７３】
図２１は、前述の制御手段１０７を備えた液中磨砕システムの例を示すものである。液中磨砕装置１０１の構成は図１８に示すものと同様であり、液中磨砕装置１０１はホッパー１０４及び砥石１０５を備える。ポンプＰの下流位置には、流量計１０８が設置されており、この流量計１０８により計測される流量に基づいてポンプＰの回転数（流量）を制御する調節計１０９及びインバータ１１０が設けられている。なお、ポンプＰの代わりにバルブを設ける場合には、前記インバータ１１０は省略可能であり、調節計１０９によってバルブの開度を調節する。
【００７４】
図２２は、液中磨砕システムの第２の例を示すものである。本例の液中磨砕システムも、基本的には先の図２０に示す例と同様の構成を有するが、ホッパー１０４に設けた液位センサ１１１によって検知される液体原料１０３の液位に基づいて、調節計１０９及びインバータ１１０によってポンプＰの回転数（流量）を制御し、ホッパー１０４内の液体原料１０３の液位が一定に保たれるようにしている。本例のように、ホッパー１０４内の液位に連動してポンプＰの吸引量を調整することにより、ポンプＰの吸引量が多すぎたり少なすぎたりして、ホッパー１０４の液位が低下し過ぎたり、逆にホッパー１０４から液体原料１０３が溢れ出すことを防止することができる。その結果、安定して液中粉砕を行うことができる。
【００７５】
前記制流手段１０７の構成としては、前記の例に限らず、種々の変更が可能である。図２３〜図２７に制流手段１０７の他の例を示す。図２３は、一対の羽根車１０７ｃにより、ホッパー１０４から供給される固体原料１０２を交互に分配し、磨砕室１０６に供給するようにした例である。本例の場合、各羽根車１０７ｃによって固体原料１０２がほぼ一定量に分配され、しかも２系統の羽根車１０７によって制流されるので、円滑な原料供給が可能である。また、前記羽根車１０７ｃの存在により、砥石１０５の回転によって発生する渦が遮られ、原料供給に際して空気を巻き込むこともない。
【００７６】
図２４は、ローラ１０７ｄ間に掛け渡されたベルト１０７ｅ間を原料（固体原料１０２及び液体原料１０３）が通過するようにした例である。ベルト１０７ｅ間の隙間を原料が通過するようにすることで、定量的に固体原料１０２を磨砕室１０６へ供給することが可能であり、固体原料１０２が過剰に供給されることはない。また、砥石１０５の回転によって発生する渦が前記ベルト１０７ｅ間の隙間を通してホッパー１０４まで到達することもない。
【００７７】
図２５に示す例では、幅広のスリット１０７ｆと循環ポンプ１０７ｇとによって制流手段１０７が構成されている。図２５（ｂ）は、図２５（ａ）を矢印方向から見た図である。本例の場合、循環ポンプ１０７ｇによってホッパー１０４から磨砕室１０６に向かう流れが強制的に形成されており、これにより原料の制流と砥石１０５の回転によって発生する渦の遮断が実現されている。
【００７８】
図２６は、図２３に示す例と類似するものであり、一対のカム１０７ｈの組み合わせにより固体原料１０２をほぼ一定量に分配し、磨砕室１０６に円滑に供給するものである。本例においても、カム１０７ｈの存在により、砥石１０５の回転によって発生する渦が遮られ、原料供給に際して空気を巻き込むことがない。
【００７９】
図２７は、ホッパー１０４上に設置される投入機構１１２と、制流手段１０７としてのコンベア１０７ｉによって原料供給を安定に行うようにした例である。投入機構１１２は、固体原料１０２を所定量ずつ分割して投入する羽根車１１２ａを備えており、ホッパー１０４内に分割投入された固体原料１０２は、コンベア１０７ｉに設けられた羽根１０７ｊによって区画された区画室内を介して次々に磨砕室１０６へと送り込まれる。本例の場合にも、コンベア１０７ｉの羽根１０７ｊにより、砥石１０５の回転によって発生する渦が遮られ、原料供給に際して空気を巻き込むことがない。
【００８０】
前記制流手段１０７は、前記の各例のように制流のみを目的とするのみならず、固体原料１０２を予め液中粗粉砕する送り手段としての機能を有するようにしてもよいが、これは本発明の副次的寄与はするものの請求項に挙げるほどの効果はない。以下、制流手段として送り手段を設けた例について説明する。
【００８１】
図２８は、２軸〜多軸ロール式送り手段１１３を設置した例を示すものであり、本例の液中磨砕装置は、原料供給口に設置され固体原料１０２及び液体原料１０３を投入するためのホッパー１０４と、前記ホッパー１０４から供給（投入）された固体原料１０２を磨砕する石臼状の砥石（磨砕部）１０５を備えた磨砕室１０６、及びホッパー１０４と磨砕室１０６の間に設けられ固体原料１０２を予め２軸〜多軸ロール式送り手段１１３とから構成されている。基本的には本発明においては、磨砕装置は１台である。そして、この構成により、供給された固体原料１０２は、２軸〜多軸ロール式送り手段１１３によって、磨砕室１０６内の砥石１０５（固定砥石１０５ａ及び回転砥石１０５ｂ）によって一段で液中粉砕され、スラリー状の磨砕物が得られる。
【００８２】
前記送り手段１１３は、液中磨砕装置１０１の原料供給口付近（液中）に設けられ、例えばホッパー１０４から供給口に至る部分を固形原料が十分通過できる程度に狭く構成する手段の一つである２軸ロール型送り手段が用いられる。この２軸〜多軸ロール式送り手段では、一対のロール１１３ａ，１１３ｂが対向して配置されており、互いのロール１１３ａ，１１３ｂはその隙間で固体原料１０２を噛み込むよう、逆方向に回転する。また、各ロール１１３ａ，１１３ｂには、固体原料１０２を噛み込むように、凹凸状、ギヤ状、刻み模様等の表面加工を施すと効果的である（図３４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）。
【００８３】
前記送り手段（２軸〜多軸ロール式送り手段）１１３では、ロール１１３ａとロール１１３ｂの間や、これらロール１１３ａ，１１３ｂと器壁間の隙間は、固体原料１０２の粒子サイズより若干狭く調整する。その調整幅と固体原料１０２の弾力特性によって、粉砕がほとんど起きず、固体原料１０２をそのまま噛み込んで磨砕室１０６に送り込む定量機能を発揮させることが可能である。例えば吸水した漬大豆はある程度弾力性があり、このカムとケーシングの隙間は必ずしも気密性を必要とせず、特に液体原料よりも固形原料の送り機能を有するものである。ロール間に適度に隙間を調節することによって、ほとんど粉砕することなく、磨砕室１０６に固形原料１０２を定量的に押し込むことが可能である。例えば吸水した漬大豆はある程度弾力性があり、その大きさより少し狭いロール間を適度に調整することによって、ほとんど粉砕することなく、磨砕室１０６に固形原料１０２を定量的に押し込むことが可能である。
【００８４】
また、例えば図２９に示すような１軸ロール型送り手段１１３ｃであってもよいし、図３０に示すような放射状の羽根を有する送り羽根１１３ｄであってもよい。また、図３１〜図３３に示すように、３軸以上のロール１１３ａ〜１１３ｄを組み合わせた構造でもよい。さらに、図３４に示すように、ロールには固形原料をつかみやすいような表面状態（凹凸状態、軸方向と平行な溝、軸に対して斜めや螺旋状の溝、滑り止めや高摩擦機能の有する材料を用いてもよい。）であることが望ましく、ギヤのように組み合う形（図３４（ａ），図３４（ｃ））、螺旋系の凹凸を有し互いに噛み合う形（図３４（ｂ））、等でもよい。いずれの場合にも、２軸〜多軸ロール式送り手段１１３を設けることにより、固形原料の定量的な送り込み（押し込み）効果が得られると共に、液中磨砕装置１０１の磨砕室１０６において砥石や粗砕羽根等が回転することによって発生する渦流に起因する固体原料１０２の流入を妨げる現象、及び空気を噛み込む現象を抑えることができる。更に上記送り手段１１３の外周の回転方向に溝ｍｍが形成されている構成が好ましい（図３４（ｄ））。この溝ｍｍとしては、断面形状が角型やＵ字状やＶ溝等であるが、水（液体原料）が流通自在な溝ｍｍを有するもので、水(液体原料)の通り抜けを良くし、大豆(固体原料)だけを磨砕室側に移動させることができる。また図４８に示すように、磨砕室側には上記溝ｍｍに付着した（挟まった）固体原料を除去する掻き取り部材ｍｂが配され、ローターが回転してホッパー側に戻る時に、溝ｍｍに挟まった豆や皮を櫛歯のようなもので取り除く構成になっている。このような構成にすると、大豆(固体原料）のみを効率よく磨砕室に送り込むことが出来るようになる。実験結果では、浸漬大豆と水の容積比で１：０．７まで水（液体原料）の比率を下げることが可能となった。なお、浸漬大豆の場合、計算上（理論的）は、１：０．５５まで可能となる。そして、図２８〜図３３などのロール回転方式には応用可能である。
【００８５】
なお、ロールの材質は火成岩のような自然石、グラインダーの砥石（好ましくは無浸透性材料がよい）、金属、セラミック、樹脂などで、特に限定しない。前記金属は例えばＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等のステンレス、チタン、アルミニウム等を指すが、特に限定するものではない。
【００８６】
また、前記２軸〜多軸ロール式送り手段１１３は、図３５に示すようなスクリュー式でもよく、単なる搬送用スクリューとは異なり、回転軸上の一部に送り方向とは逆方向の螺旋羽根１１３ｉを設けた形［図３５（ｃ）］等を採ることができる。
【００８７】
前述の各例においては、例えば図２８に示すように縦型構造が採用されているが、これに限らず、例えば図３６に示すような横型構造の液中磨砕装置であってもよい（図８）。縦型構造を採用した場合の方が、設置スペースが小さくて済む。横型構造は、液中磨砕条件を得やすく、モータの交換等メンテナンスし易いという利点がある。
【００８８】
前述の液中磨砕装置においては、例えば原料供給口及び排出口を塞げば、磨砕室１０６内は気密で漏れがない構造であることが必要条件であるが、多少漏れがあっても適用可能である。このような液中磨砕装置の気密構造と、前記２軸〜多軸ロール式送り手段１１３の組み合わせにより、液中粉砕を安定して実現することができる。したがって、真空・減圧設備や、原則的には２台以上の高価な磨砕装置を連結する等、高額なシステムは不要である。
【００８９】
液中磨砕装置の排出側は、開放状態で落差によってバランスタンクに受けてもよい。また、磨砕装置自体に吐出能力があれば、排出口に設けたバルブ（ボールコック、バタフライ弁、コントロールバルブ（調節弁））や、前記ホッパー１０４内液位以上に排出口を立ち上げたり、流量調整弁、背圧弁（手動、自動）やオリフィスを設けたりしてもよい。また定量ポンプ等を排出口に連結し、粉砕物を吸い出す（又は粉砕物の吐出を抑える）ように設置しても構わない。また、排出口側に接続される配管の径や長さ(配管抵抗)の調節により、流量を制限してもよい。すなわち、流体を制御できる手段であれば特に限定されない。
【００９０】
本実施形態における液中磨砕装置は、連続運転を前提としているが、バッチ式運転又はバッチ連続運転でも適用できる。液中磨砕装置の運転の際、液体原料１０３や固体原料１０２は一定流量で計量され、液中磨砕装置のクリアランス（運転初期に調整し、固定）の変化がなく一定であれば、数時間〜１日程度〜数ヶ月間の連続運転中、終始、十分に安定している。必要に応じて、液体原料１０３の液位や、固体原料１０２のレベルをセンサで感知し、一定に保つよう、レベル制御システムを設けてもよい。レベルセンサは電極式、磁歪式、超音波式、レーザ方式など、特に限定されない。液中磨砕装置の回転数や前記排出側の制御弁やポンプ回転数を手動で調整するか、自動で変速して、固体原料１０２と液体原料１０３の微妙なレベルのバランスを調整することもできる。
【００９１】
前述の液中磨砕装置では、排出口側を密閉し、最低限、空気の侵入を遮断することが必要である。例えば排出口を密閉せず空気の侵入を許すと、磨砕室１０６内で磨砕中に泡が発生し、スラリーに細かい気泡が噛み、見かけの体積も増加する。これに対して、例えばスラリーの排出口を密閉しながらポンプＰを連結し、空気の侵入ルートを断つことにより、ホッパー１０４からポンプＰまでが液体原料１０３で満たされ、空気が侵入しなくなって液中粉砕が実現される。
【００９２】
液中磨砕装置の排出口を密閉するための手段としては、前記ポンプＰに限らず、簡易なものとしては、バルブやサイホン等とすることも可能である。
【００９３】
あるいは、固体原料１０２と液体原料１０３の比率を一定に、且つ連続運転においても安定に保ちながら液中で磨砕することを目的に、前記液中磨砕装置の排出口に連結した流量制御装置によって、前記ホッパー１０４内の液位を一定に調節するようにしてもよい。この場合、流量制御装置としては、ボールコック、バタフライバルブのようなバルブやオリフィス等、簡易なものでもよい。好ましくは、自吸力のある容積式ポンプ（ロータリーポンプ、ギヤポンプ、ベーンポンプ、チューブ式ポンプ、モーノポンプ等）を設けるとともに、前記ホッパー１０４に液位センサを設け、この液位センサの検出信号に基づいて前記ポンプの回転数（吸引量）を制御する。
【００９４】
前記制御を行った場合、後工程が例えば連続煮沸装置による工程の場合、煮沸時間や濃度が多少は変動するが、液中粉砕の効果を重視する。バッチ式煮沸装置の場合は問題ない。前記流量制御装置は、流量制御の他、稼動の初期段階には磨砕室１０６内の空気の排出、スラリーの充満に用いる。
【００９５】
前記のようにホッパー１０４内の液位に連動して容積ポンプの吸引量を調整し得る流量制御装置を設けることにより、容積ポンプの吸引量が多すぎたり少なすぎたりして、ホッパー１０４内の液位が低下し過ぎたり、逆に溢れ出すことを防止することができる。その結果、安定して作業を行うことができる。
【００９６】
以上のような構成を有する液中磨砕装置においては、液中磨砕装置の原料供給口に従来の単なるスクリュー式押し込み装置（搬送目的だけを有するスクリュータイプのコンベア）や固体原料も搬送できる容積ポンプ等の付加設備が不要であり、固体原料１０２の圧入による閉塞の心配もない。また、液体原料１０３が固体原料１０２に対して少ない場合でも、供給側には特別なポンプや押し込み装置が不要であり、排出口に連結したポンプＰ（通常の市販品でよく、安価である。）による微少、且つ正確な磨砕が可能である。同様に、磨砕部である砥石１０５の回転数制御、固体原料１０２と液体原料１０３のいずれか一方又は両方（両者の比を同じにして）を調整してもよい。
【００９７】
図３９は、前記制流手段１０７を有する磨砕装置を備えた液中磨砕装置を備えた液中磨砕システムの一例を示すものである。前述の通り、液中磨砕装置の構成は図２８に示すものと同様であり、液中磨砕装置１０１はホッパー１０４及び固定砥石１０５ａ及び回転砥石１０５ｂを備える。なお、図３９においては、回転砥石１０５ｂを回転するためのモータＭが図示されている。
【００９８】
ポンプＭの下流位置には、流量計１１６が設置されており、この流量計１１６により計測される流量に基づいてポンプＭの回転数（流量）を制御する調節計１１７及びインバータ１１８が設けられている。なお、ポンプＭの代わりにバルブを設ける場合には、前記インバータ１１８は省略可能であり、調節計１１７によってバルブの開度を調節する。
【００９９】
このような液中磨砕システムによって固体原料を液体原料とともに磨砕し、スラリー状とするには、先ず、ホッパー１０４に固体原料１０２及び液体原料１０３を供給する。ホッパー１０４に投入された固体原料１０２は、自重によって原料供給口から磨砕室１０６内へと落下する。それとともに、ホッパー１０４内の液体原料１０３も、原料供給口から磨砕室１０６内へと供給される。磨砕室１０６内では、前記固体原料１０２が磨砕部、すなわち固定砥石１０５ａと回転砥石１０５ｂの間で磨砕され、スラリー状になって排出口からポンプＰによって排出される。
【０１００】
磨砕に際しては、液面制御が重要であり、本システムにおいても、排出口を密閉しながらポンプＰを連結し、空気の侵入を断つようにしている。さらに、流量計１１６により計測される流量に基づいて調節計１１７及びインバータ１１８によってポンプＰの回転数（流量）を制御し、ホッパー１０４内の液体原料１０３の液位が一定に保たれるようにしている。
【０１０１】
これらによって、ホッパー１０４からポンプＰまでの経路全体が液体原料１０３で満たされることになり、いわゆる液中粉砕ができる。さらに、流量が適正になるようにポンプＰの回転数を制御しているので、前記液中粉砕を安定して行うことができる。
【０１０２】
図４０は、液中磨砕システムの他の例を示すものである。本例の液中磨砕システムも、基本的には先の図３９に示す例と同様の構成を有するが、ホッパー１０４に設けた液位センサ１１９によって検知される液体原料１０３の液位に基づいて、調節計１１７及びインバータ１１８によってポンプＰの回転数（流量）を制御し、ホッパー１０４内の液体原料１０３の液位が一定に保たれるようにしている。
【０１０３】
本例のように、ホッパー１０４内の液位に連動してポンプＰの吸引量を調整することにより、ポンプＰの吸引量が多すぎたり少なすぎたりして、ホッパー１０４内の液位が低下し過ぎたり、逆にホッパー１０４から液体原料１０３が溢れ出すことを防止することができる。その結果、安定して液中粉砕を行うことができる。
【０１０４】
以上の制流手段１０７（送り手段１１３）を設置した各例では、固体原料１０２のみの送り装置として機能させる。液体原料１０３は、例えば図２８の例では、前記粗ロール１１３ａ，１１３ｂ間の隙間から流通するので、従来のようなポンプによる強制的な圧入にはならない。
【０１０５】
本発明者らは、実際に液中磨砕装置を作製し、前述の制流手段１０７（送り手段１１３）を設置した効果を確かめるための磨砕実験を行った。具体的には、実施例（図２８に示す液中磨砕装置、磨砕面は円盤状）及び比較例１（コニカルグラインダー、従来型円錐型砥石式粉砕機、磨砕面が円錐形、空気抱き込むタイプ）について、大豆の磨砕を行い、生ごの比重（密度）を測定した。
【０１０６】
大豆（米国産オハイオ）を１５℃１５時間、井戸水に浸漬した漬大豆（重量で２．２倍に膨潤）を、ミラクルサンダー（高井製作所製）の磨砕部であるクリーングラインダー（高井製作所製）にて磨砕した。大豆計量は生大豆で６俵／時間（６ｋｇ／分）、挽き水は１２Ｌ／分で、一定条件とした。磨砕機出口を開放状態にした「開放磨砕」（比較例）と磨砕機出口にギヤポンプを連結して、磨砕室内の空気を押し出した上で、同様に磨砕した液中磨砕（実施例）した。それぞれの磨砕物（いわゆる生呉）を一定量の容器にとり、体積と重量から比重（密度）を求めた。その結果を表１に示した。
【０１０７】
【表１】
【０１０８】
この表１から明らかなように、水の比重は１．０２６７であった。結果から液中磨砕の場合、１．０３５７と比重が１以上となり、開放磨砕時の０．９１２３に比べて、磨砕物に空気が殆ど抱き込まれていないことが明らかになった。その後、両条件の生呉に消泡剤を添加せずに、豆乳製造プラントＮＳ２０００Ｓ（高井製作所製）（バッチ釜）で、水蒸気を吹き込み、１００℃まで加熱したところ、開放磨砕の方は、８０℃位で吹きこぼれたのに対して、液中磨砕の方は９８〜約１００℃になっても吹きこぼれることはなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の第１の実施の形態の液中磨砕装置の一例を示す模式図である。
【図２】液中磨砕装置を使用した液中磨砕システムの例を示す模式図である。
【図３】液中磨砕装置を使用した液中磨砕システムの他の例を示す模式図である。
【図４】液中磨砕装置を使用した液中磨砕システムの他の例を示す模式図である。
【図５】本発明の他の実施の形態の液中磨砕装置の一例を示す模式図である。
【図６】上記液中磨砕装置を使用した液中磨砕システムを示す模式図である。
【図７】本発明の他の実施の形態の液中磨砕装置を示す模式図である。
【図８】本発明の他の実施の形態の液中磨砕装置を示す模式図である。
【図９】制流手段の一例を示す模式図である。
【図１０】制流手段の一例を示す模式図である。
【図１１】制流手段の一例を示す模式図である。
【図１２】制流手段の一例を示す模式図である。
【図１３】制流手段の一例を示す模式図である。
【図１４】液中磨砕装置を用いた液中磨砕システムの他の例を示す模式図である。
【図１５】液中磨砕装置を用いた液中磨砕システムの他の例を示す模式図である。
【図１６】液中磨砕装置を用いた液中磨砕システムの他の例を示す模式図である。
【図１７】液中磨砕装置を用いた液中磨砕システムの他の例を示す模式図である。
【図１８】液中磨砕装置を用いた液中磨砕システムの他の例を示す模式図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態の制流手段の一例を示すものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態の液中磨砕装置を模式的に示す図である。
【図２１】制流手段を設けた液中磨砕装置を用いた液中磨砕システムの例を示す模式図である。
【図２２】制流手段を設けた液中磨砕装置を用いた液中磨砕システムの例を示す模式図である。
【図２３】制流手段の他の例を示す模式図である。
【図２４】制流手段のさらに他の例を示す模式図である。
【図２５】制流手段のさらに他の例を示す模式図である。
【図２６】制流手段のさらに他の例を示す模式図である。
【図２７】制流手段のさらに他の例を示す模式図である。
【図２８】制流手段として送り手段を設けた液中磨砕装置の一例を示す模式図である。
【図２９】送り手段の他の例を示す模式図である。
【図３０】送り手段のさらに他の例を示す模式図である。
【図３１】送り手段のさらに他の例を示す模式図である。
【図３２】送り手段のさらに他の例を示す模式図である。
【図３３】送り手段のさらに他の例を示す模式図である。
【図３４】送り手段のロールの形状例を示す概略斜視図である。
【図３５】スクリュー式の送り手段の例を示す模式図である。
【図３６】液中磨砕装置を横型とした例を示す模式図である。
【図３７】ポンプの代わりにバルブを設けた例を示す模式図である。
【図３８】ポンプの代わりにサイホンを設けた例を示す模式図である。
【図３９】制流手段として送り手段を設けた液中磨砕装置を用いた液中磨砕システムの第１の例を示す模式図である。
【図４０】制流手段として送り手段を設けた液中磨砕装置を用いた液中磨砕システムの第２の例を示す模式図である。
【図４１】２軸ロール式制流手段を備えた液状磨砕装置の第１の例を示す模式図である。
【図４２】別駆動の螺旋体である制流手段を備えた液状磨砕装置の第２の例を示す模式図である。
【図４３】別駆動の螺旋体である制流手段を備えた液状磨砕装置の第３の例を示す模式図である。
【図４４】別駆動の螺旋体である制流手段（横軸）を備えた液状磨砕装置の第４の例を示す模式図である。
【図４５】別駆動の螺旋体である制流手段を備え、固形原料と液体原料を別々に供給する形の液状磨砕装置の第５の例を示す模式図である。
【図４６】別駆動の螺旋体である制流手段を備え、固形原料と液体原料を別々に供給する形の液状磨砕装置の第５の例を示す模式図である。
【図４７】静止形制流手段を備え、固形原料が少し変形して供給される液状磨砕装置の第７の例を示す模式図である。
【図４８】送り手段のロールの形状例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 供給装置、２，１０１ 液中磨砕装置、３ 原料供給口、５，１０４ ホッパー、６，１０２ 固体原料、７ 投入口、８，１０３ 液体原料、９ 液体原料導入管、１０，１１１，１２２ 液位センサ、１１，１０５ 砥石、
１１ａ，１０５ａ 固定砥石、１１ｂ，１０５ｂ 回転砥石、１２，１０６ 磨砕室、
１３ 排出口、１４ ポンプ、１５ バルブ（背圧弁、オリフィス、調節弁を含む）、１６ サイホン、
２１ 固体原料供給管、２２ 固体原料供給ポンプ、
２３，２４ 送りロール（２軸ロール）、
３１ モータ、３２ 流量計、３３ 調節計、３４ インバータ、４１ 計量機、
４２ インバータ、４３ 原料タンク、４４ ポンプ、４５ バルブ、４６ 流量計、４７ 調節計、５１ モータ、５２ 重量計、５３，１０９ 調節計、
５４，１１０ インバータ、５５ 比率設定器、５６ 調節計、
Ｓ，１０７ 制流手段、１０７ａ 分流体、１０７ｂ 羽根、
１１３ 送り手段、Ｐｉ 移送パイプ、Ｕ 渦、ｍｍ 溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体原料と液体原料が投入供給されるホッパーと、固体原料を液体原料とともに磨砕部において磨砕する磨砕室を備え、
前記ホッパーと磨砕室の間に、かつ、液面下に制流手段が設けられていることを特徴とする液中磨砕装置。
【請求項２】
前記制流手段は、液中磨砕装置の供給口付近に、１枚〜複数の平板を設ける手段、２枚の平板を十字に組み合わせた渦巻き防止器を設ける手段、配管内に螺旋を設ける手段、配管を蛇行させる手段、又は、ホッパーから供給口に至るホッパーから供給口に至る部分を固体原料が十分通過できる程度に狭く構成する手段のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の液中磨砕装置。
【請求項３】
前記制流手段は、液中磨砕装置の供給口付近に、流路を拡大する形状を有するものであり、その中央付近に配置された分流体に前記拡大された流路を仕切る形で複数の羽根が取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の液中磨砕装置。
【請求項４】
前記制流手段は、少なくとも一つの羽根車により、ホッパーから供給される固体原料を磨砕室に供給することを特徴とする請求項１記載の液中磨砕装置。
【請求項５】
前記制流手段は、液中磨砕装置の供給口付近に、少なくとも一つの送りロールを有する送り手段を備えるか、又は、少なくとも対向する一対の送りロールを有する送り手段を備えるか、更に、これらのロールの外周に溝が形成されていることを特徴とする請求項１記載の液中磨砕装置。
【請求項６】
前記磨砕室の排出口に、気密性を保持しつつ送液する送液制御手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜５記載の液中磨砕装置。
【請求項７】
前記送液制御手段は、バルブ、背圧弁、自動調節弁のうち少なくとも１つの送液抑制手段であるか、または、定量ポンプ、遠心式ポンプ、磨砕機回転駆動部材に羽根等を設けて加圧機能を付与した手段、減圧吸引手段のうち少なくとも１つの送液促進手段を組み合わせた手段の、いずれかであることを特徴とする請求項６記載の液中磨砕装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項記載の液中磨砕装置を使用して、固体原料と液体原料を投入するホッパー内の前記原料のレベルを液位センサによって検知し、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた送液制御手段によって一定に指示調節することを特徴とする液中磨砕システム。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項記載の液中磨砕装置を使用して、液体原料や固体原料の流量を、流量計や重量計等の計量手段によって検知し、または磨砕物の流量を、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた流量計にて検知し、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた送液制御手段によって、一定に調節することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の液中磨砕システム。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか１項記載の液中磨砕装置を使用して、液体原料や固体原料を投入するホッパー内の前記原料のレベルを液位センサによって検知し、前記磨砕装置の回転磨砕部材の回転数を制御することによって、一定に調節することを特徴とする液中磨砕システム。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれか１項記載の液中磨砕装置を使用して、液体原料や固体原料の流量を、流量計や重量計等の計量手段によって検知し、または磨砕物の流量を、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた流量計の信号によって検知し、
前記磨砕装置の回転磨砕部材の回転数を制御することによって、液体原料や固体原料の流量または磨砕物の流量を一定に指示調節することを特徴とすることを特徴とする液中磨砕システム。
【請求項１２】
請求項１〜７のいずれか１項記載の液中磨砕装置を使用して、前記ホッパー内の前記原料レベルを液位センサによって検知し、液体原料や固体原料の流量計の信号を、比率設定器を介して、固形原料の供給装置の供給量と、液体原料の供給装置の供給量の比率を一定に指示調節しながら、前記ホッパー内の原料のレベルを一定に調節することを特徴とする置液中磨砕システム。
【請求項１３】
請求項１〜７のいずれか１項記載の液中磨砕装置の排出口が脱泡装置の流入口に連結されていることを特徴とする液中磨砕システム。
【請求項１４】
固体原料を液体原料とともに磨砕室内の磨砕部において磨砕し、スラリー状とするに際し、
前記固体原料を制流手段によって磨砕室内に供給するとともに、液体原料をホッパーから供給し、
前記液体原料の液位が前記磨砕室内を満たし、且つ前記ホッパーの少なくとも一部を満たすように設定し、前記磨砕を行うことを特徴とする液中磨砕方法。
【請求項１】
固体原料と液体原料が投入供給されるホッパーと、固体原料を液体原料とともに磨砕部において磨砕する磨砕室を備え、
前記ホッパーと磨砕室の間に、かつ、液面下に制流手段が設けられていることを特徴とする液中磨砕装置。
【請求項２】
前記制流手段は、液中磨砕装置の供給口付近に、１枚〜複数の平板を設ける手段、２枚の平板を十字に組み合わせた渦巻き防止器を設ける手段、配管内に螺旋を設ける手段、配管を蛇行させる手段、又は、ホッパーから供給口に至るホッパーから供給口に至る部分を固体原料が十分通過できる程度に狭く構成する手段のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の液中磨砕装置。
【請求項３】
前記制流手段は、液中磨砕装置の供給口付近に、流路を拡大する形状を有するものであり、その中央付近に配置された分流体に前記拡大された流路を仕切る形で複数の羽根が取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の液中磨砕装置。
【請求項４】
前記制流手段は、少なくとも一つの羽根車により、ホッパーから供給される固体原料を磨砕室に供給することを特徴とする請求項１記載の液中磨砕装置。
【請求項５】
前記制流手段は、液中磨砕装置の供給口付近に、少なくとも一つの送りロールを有する送り手段を備えるか、又は、少なくとも対向する一対の送りロールを有する送り手段を備えるか、更に、これらのロールの外周に溝が形成されていることを特徴とする請求項１記載の液中磨砕装置。
【請求項６】
前記磨砕室の排出口に、気密性を保持しつつ送液する送液制御手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜５記載の液中磨砕装置。
【請求項７】
前記送液制御手段は、バルブ、背圧弁、自動調節弁のうち少なくとも１つの送液抑制手段であるか、または、定量ポンプ、遠心式ポンプ、磨砕機回転駆動部材に羽根等を設けて加圧機能を付与した手段、減圧吸引手段のうち少なくとも１つの送液促進手段を組み合わせた手段の、いずれかであることを特徴とする請求項６記載の液中磨砕装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項記載の液中磨砕装置を使用して、固体原料と液体原料を投入するホッパー内の前記原料のレベルを液位センサによって検知し、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた送液制御手段によって一定に指示調節することを特徴とする液中磨砕システム。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項記載の液中磨砕装置を使用して、液体原料や固体原料の流量を、流量計や重量計等の計量手段によって検知し、または磨砕物の流量を、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた流量計にて検知し、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた送液制御手段によって、一定に調節することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の液中磨砕システム。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか１項記載の液中磨砕装置を使用して、液体原料や固体原料を投入するホッパー内の前記原料のレベルを液位センサによって検知し、前記磨砕装置の回転磨砕部材の回転数を制御することによって、一定に調節することを特徴とする液中磨砕システム。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれか１項記載の液中磨砕装置を使用して、液体原料や固体原料の流量を、流量計や重量計等の計量手段によって検知し、または磨砕物の流量を、前記磨砕装置の排出口以降に設けられた流量計の信号によって検知し、
前記磨砕装置の回転磨砕部材の回転数を制御することによって、液体原料や固体原料の流量または磨砕物の流量を一定に指示調節することを特徴とすることを特徴とする液中磨砕システム。
【請求項１２】
請求項１〜７のいずれか１項記載の液中磨砕装置を使用して、前記ホッパー内の前記原料レベルを液位センサによって検知し、液体原料や固体原料の流量計の信号を、比率設定器を介して、固形原料の供給装置の供給量と、液体原料の供給装置の供給量の比率を一定に指示調節しながら、前記ホッパー内の原料のレベルを一定に調節することを特徴とする置液中磨砕システム。
【請求項１３】
請求項１〜７のいずれか１項記載の液中磨砕装置の排出口が脱泡装置の流入口に連結されていることを特徴とする液中磨砕システム。
【請求項１４】
固体原料を液体原料とともに磨砕室内の磨砕部において磨砕し、スラリー状とするに際し、
前記固体原料を制流手段によって磨砕室内に供給するとともに、液体原料をホッパーから供給し、
前記液体原料の液位が前記磨砕室内を満たし、且つ前記ホッパーの少なくとも一部を満たすように設定し、前記磨砕を行うことを特徴とする液中磨砕方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【公開番号】特開２００７−６９２０６（Ｐ２００７−６９２０６Ａ）
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２０７２２（Ｐ２００６−２２０７２２）
【出願日】平成１８年８月１１日（２００６．８．１１）
【出願人】（５９１１６２６３１）株式会社高井製作所 (32)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月１１日（２００６．８．１１）
【出願人】（５９１１６２６３１）株式会社高井製作所 (32)
【Ｆターム（参考）】
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