衛生的なデザイン、例えば乳幼児用食品のためのミキサー

工場で生産されるベビーフードは、粉ミルク誘導体から構成されており、その販売市場は拡大しています。特にヨーロッパで製造される高品質な製品は、アジアにおいても非常に需要があります。ベビーフードの製造者は責任重大です。ベビーフードは健康に良いものでなくてはなりません。そして、徹底した衛生管理が必要です。この高い品質条件を満たすには、信頼できる製造システムの中で原料が扱われる必要があります。製造の混合段階で品質が決まります。なぜなら、ここでプロバイオティクス、ミネラル、そして微量元素の亜鉛、銅、セレン、クロムといった最小構成要素が、製品の梱包前に混合される恐れがあるからです。ですから製造過程の混合も非常に重要になります。なぜなら原料の粒子構造を維持するために、混合の際には最小のエネルギーが投入されるべきだからです。ベビーフードは、無塵で、素早い分散が可能で、信頼して使用でき、素早く溶けて、同質であるべきです。ベビーフードに関しては”インスタント”で作れるもので、そして品質を決める栄養生理学的な構成が必要です。

現在の充填・梱包装置は、1時間に20㎥ の処理が可能です。これはおよそ10t/hの速さです。これは個別包装、充填、適切な混合技術を提供するために必要な輸送コンセプトです。仕込量10㎥の精密混合装置は、より多く投入することが可能で、同時に複数の充填を行うことが可能です。その一方で、小型の混合装置は、およそ1㎥から2㎥の仕込量で使用されます。この場合、充填ラインは1つで、エンドオブラインコンセプトに従って機能を果たします

この混合装置に要求される性能には以下のようなものがあります:短時間での理想的な混合、特に粒子構造を維持するための原料の慎重な取り扱い、可能な限りの無塵状態、沈下能力、そして素早い溶解性、そして迅速な完全排出。人間工学に基づいた乾燥洗浄処理を徹底して行えるように、優れた衛生管理と検査に対応した機械構造、例えば自動洗浄機能のようなものが非常に重要です。

ひとつの解決策として、下のイメージ図の二重派混合装置があります。この装置は、特に慎重でハイクオリティな混合を提供します。

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amixon® 二重波混合装置と流動原理

この混合容器は、2つの円筒が入り組んだ形になっています。それぞれの円筒の中心に2つの螺旋状の混合装置が同じように回転しています。螺旋状回転翼は、SinConvexモデルで、温度は30度に上昇します。装置の回転によって混合容器内の全体のおよそ4分の1の内容物が混合されるように、螺旋帯域幅が計算されています。スクリューバンドが混合容器内の混合物を捉え、上方へ持ち上げます。上方に持ち上げられた混合物は、その後両方の円筒型容器の中心部へ流れ、降下します。この混合は三次元の限界幅内で、2つのマクロな流体混合のもと行われます。この混合過程を簡単に説明すると、次のようになります:混合物の上方への移動は回転翼により不可避的に行われます。そして重力の作用で下降への流動が起こります。限界幅の中で、粒子が位置を交換しながら移動します。

省スペースの流動のためにおよそ20から90の混合回転が行われ、その後、技術的に理想的な、実際これ以上改善の余地がないほどの混合クオリティに到達します。混合は特に慎重に、そして良いエネルギー効率のもと行われます。混合装置の円周速度は、基本的に0,5m/sから3m/sの間での調整が可能です。

流動効果は、装入率に関係ありません。そのため、すでに構造上およそ10から15%の装入率を達成できる理想的な混合のクオリティになっています。従って、HM10 000タイプの混合装置では、すでに1000から1300リットルの量を10000リットルの量を装入した場合と同様に、十分混合できるようになっています。

同時に機能する4つの省スペースの排出口を伴う10㎥容量の二重波混合装置
この混合装置には、8つのCleverCut®の検査扉があります
同時に機能する4つの省スペースの排出口を伴う10㎥容量の二重波混合装置 この混合装置には、8つのCleverCut®の検査扉があります

単一成分の混合装置への装入は、1つ、又は複数の接続用パイプによって混合容器の上部で交互に、あるいは同時に行われます。その際、混合を停止することができます。混合の停止は、ロードセル上にある混合装置の重量計量を行う場合、あるいは追加で装入した他の原料が迅速に、中断することなく混合されるために回転を行わなければならない場合に当てはまります。混合工程の後(約1分から4分)、省スペースの底蓋が開き、混合物が排出ノズル(排出パイプ)を通って流下します。この排出工程では未混合がない状態になります。そして流量はバルブを通して測定・設定されます。

混合量が多い場合に、この装置を使用する利点が2つあります。
1.装入するごとに、行われる試験分析、及び調整はたった一度で済みます。
2.この混合装置は、多くの充填装置に原料を供給することができます。充填と製造はそれぞれ連結せずに行われます。充填装置が稼働している間に、混合装置を洗浄することが可能です。

要望があれば、混合容器を真空、気密に仕上げることも可能です。混合物が吸引空気圧によって吸収される場合に、例えば真空状態にする必要があります。特殊な場合に、約50mbarの絶対圧力の真空状態にすることで、装入前に混合容器の脱酸素処理を行います。そうすることで、混合容器は窒素ガスで満たされます。その処理を行って初めて、混合物の装入を行います。混合中、及び排出中に、混合物が酸素と接触するのを防ぐために、混合容器内では50から100mbarの軽度の窒素ゲージ圧が保たれます。その他の場合には、圧搾機により混合室への装入が行われます。ゲージ圧の操作中も、混合容器は気密、防塵の状態が維持されます。この点においては、構成要素、シャフトシーリング, 底蓋の開閉装置、検査扉が非常に重要となります。 

検査と洗浄徹底したアレルゲンの混合防止は、ばら荷の中で稼働する多目的装置を徹底的な水系洗浄、あるいは蒸気洗浄することによって保証されます。amixon®では、水系洗浄と乾燥をWaterDragon®のシステムにて自動的に行うことができます。これら多くの設備は、混合容器内に取り付けられており、そこで稼働し続けます。水系洗浄の場合は、その都度、混合容器の蓋が開き、回転式の混合容器内洗浄用ノズルにて洗浄を行います。このノズルは、混合容器内で、一方向へ同じ動きをしながら洗浄します。
3つの噴射ノズルがヘッドを回転させながら、混合容器内全方位へ約3.5barの高圧噴射洗浄を行います。混合容器内全体、また混合装置の全ての部分を隈なく洗浄するためには、3つ、4つ、時には5つの洗浄ヘッドが必要になります。必要な洗浄ヘッドの数は、amixon®の混合装置の仕様や大きさによって異なります。引き続き、WaterDragon®-システムの熱風乾燥が行われます

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回転式洗浄ノズルによる洗浄工程











WaterDragon®; 洗浄方法(左図)、乾燥方法(右図)
WaterDragon®; 洗浄方法(左図)、乾燥方法(右図)

手動による洗浄乾燥の場合は、大きな検査扉が洗浄を行う際の出入り口となります。この扉は、CleverCut®方式で作られています。溝にはまっている0リングが、製品のごく近くで、省スペースでの気密・防塵を実現します。



省スペースの気密を実現するCleverCut® 検査扉は、長期間ガス漏れや水漏れを防ぎます。

ばら荷の処理操作には、それぞれ独自の操作概念があります。それゆえに、混合装置は、常に個々の要求に合わせて製造されます。実証試験を行うために、装置設計者は30台以上の試験混合機をドイツのパーダーボルン、アメリカ、日本、中国、タイ、インドの技術部門に所有しています。プロセスエンジニアは世界中で長年培ったマーケティング知識を活かします。amixon®は、唯一の製造場所であるパーダーボルンで、142人の従業員から成るチームと共に、非常にハイレベルな製造を実現することで、顧客の細かな要望に応えます。