液体添加、湿潤、コーティング：

オイル、油脂、バインダーを均一に添加

オイル、油脂、バインダーを

粉体に均一添加

オイル、油脂、バインダーを

均一に添加

湿潤、湿潤方法、コーティング、

成長造粒、混合プロセスにおける被覆率

Summary

液体添加では、オイル、油脂、バインダー、有効成分溶液などを乾燥粉体に加えます。このとき重要なのは、供給された液体をできるだけ多くの粒子表面に接触させることです。液体が十分に分散されないと、凝集塊が発生します。液体の添加量と目的とする製品に応じて、流動性のある粉体、連続した被覆層、または顆粒が形成されます。

液体添加、湿潤、コーティングに関する注目記事、FAQ、各種トピックス

液体添加では、オイル、油脂、バインダー、有効成分溶液などを乾燥粉体に加えます。重要なのは、液体が粉体に供給される瞬間です。液体が一部の粒子にしか接触しない場合、湿潤が不均一になって凝集塊が発生し、その後、大きなエネルギーを投入して再び解砕しなければなりません。一方、粉体全体を均一に湿潤できれば、液体の添加量に応じて、流動性のある粉体、コーティング製品、または顆粒が得られます。

重要となるのは、液体の供給位置と液流の微粒化、添加液の粘度と温度、ならびに湿潤方法の選択です。油脂相を添加する場合は、溶融した油脂が低温の粉体に触れると直ちに固化するため、温度管理も重要です。目的とする成長造粒では、バインダーの添加量と造粒プロセスにおける滞留時間によって粒径を制御し、高せん断型のカッティングツールによって凝集塊を分散・解砕します。担体粒子の周囲が被覆層によってどの程度完全に覆われているかは、被覆度で表されます。

以下では、液体添加、湿潤、コーティングに関するよくある質問をはじめ、用途に適した装置コンセプト、タテ型ミキサ、コニカル混合乾燥機、リングレイヤーペレタイザならびに主要な専門用語について詳しく解説します。

よくある質問 - 液体添加、湿潤、コーティング

明確な粒度分布は、主に液体と固体の比率、バインダーの特性と分布、液滴サイズと噴霧速度、機械的エネルギー投入、滞留時間、そして温度・乾燥条件によって制御されます。液体対固体比は湿式凝集において多くの場合支配的な操作量です。液体が少なすぎると微粉が増え凝集体が弱くなり、多すぎると過大粒、塊形成、幅広い分布を招きます。

粒度分布を狙って制御するために、amixon® はバッチ式のビルドアップ造粒を、垂直・コーン型混合システムVM、HM、AM、および混合乾燥機AMT、VMTで実現しています。主要な操作量は、液体ないしバインダーの添加（量、濃度、添加速度、噴霧パターン）、工具の周速、混合時間ないしバッチ時間、充填率、そして必要に応じた温度制御と後混合時間です。各バッチは完全に把握・評価されるため、複数の添加・混合フェーズにわたって粒度分布を狙って調整できます。連続的な運転を明確に必要とするアプリケーション向けには、amixon® はリング層混合造粒機RMGという独自の製品ラインも提供しています。

スラリーや低〜中粘度のセラミック懸濁液には、軟らかい凝集体を速やかに濡らし解砕するロータステータミキサーが適しています。より微細で安定した分散が必要な場合は、撹拌ボールミル、ビーズミル、アトライターの方が多くの場合より効果的な解決策です。その際、粉砕メディアの摩耗、温度上昇、一次粒子が変化する可能性を考慮する必要があります。

amixon® の混合システムは、セラミック粉体を穏やかに均質化しつつ、必要に応じて別に稼働するカッティングローターにより狙った解砕を行うことができます。メインの混合工具が三次元的な製品運動を担い、カッティングローターは局所的にせん断・衝突エネルギーを投入します。これにより、繊細なプレス用顆粒の保護から、軟らかいまたは中程度の強度の凝集体の解砕まで、課題に合わせて強度を調整できます。

ココア、油脂など付着性のあるレシピの洗浄性は、衛生的でアクセスしやすく、できる限り完全に排出可能な構造から始まります。滑らかで段差のない表面、最小化された堆積箇所、アクセスしやすいシール、適切な点検口、そして完全に排水可能な設計が中心的な前提条件です。

amixon® は、アクセスしやすく衛生的に設計できるミキサー形状、OmgaSeal® シール付きの Clever-Cut® 点検扉、残留量を削減する機能、そして自動化された WaterDragon® システムにより、付着性粉体の洗浄性を支えます。この WaterDragon® は、混合室内に進入して回転する、プログラム可能なターゲットジェット洗浄ランスを用いて湿式洗浄を行います。

液体添加を伴う連続式の洗剤混合プロセスは、重量式のメイン流を基準量とし、すべての固体・液体流を固定の監視されたレシピ比率で追従させることで安定して制御できます。液体は迅速な質量流量制御式の計量回路で添加すべきであり、上位のレシオコントローラがその目標値を実際の固体処理量に連動させます。

amixon® の AMK は、同期化された重量式計量、制御された充填レベル管理、そして明確な起動・停止手順により、連続的な混合プロセスを安定させます。ミキサーは充填量の約半分の状態で起動し、排出機構は充填率約80%で開きます。その後は、生産運転中、充填率が一定に保たれます。

液体添加剤を含む連続式の洗剤プロセスには、特にリング層ミキサーないしリング層造粒機、プラウシェアミキサー、二軸パドルミキサーが候補となります。リング層システムは、強力な濡れや凝集が求められる場合に適しています。プラウシェアミキサーは、粉体の連続的な濡れに柔軟な解決策を提供します。二軸パドルミキサーは、繊細な顆粒や添加剤の均一かつ穏やかな混合が求められる場合に有利です。

amixon® の連続式ミキサーAMKは、制御された液体添加を伴う固体の連続処理を可能にします。その起動・停止コンセプトは、当初閉じた排出口、同期化された重量式計量流、そして制御された充填率を用いて機能します。amixon® によれば、排出口は充填率約80%で開き、その後は生産運転中、充填率が一定に保たれます。

混合、液体添加、造粒の組み合わせには、特にハイシェアミキサー造粒機、流動層設備、連続式二軸造粒機、そして特定の機械的流動化ミキサーが適しています。ハイシェアシステムはしばしば緻密な顆粒を生成し、流動層は造粒と乾燥を組み合わせることができ、二軸システムは連続プロセスに適しています。適切な選定は、望ましい顆粒構造、製品挙動、液体添加、洗浄、安全性、そしてオリジナル製品による試験の裏付けに依存します。

amixon® は、バッチまたは連続プロセスにおける精密なバインダー添加、加湿、ビルドアップ凝集、造粒に適しています。乾燥を含む完全なワンポットプロセスが有意義かどうかは、製品とバッチサイズによります。オリジナル製品を用いたテストセンター試験が、信頼できる装置・プロセス選定の基盤となります。

粉乳に香料、プレバイオティクス、ビタミン、微量元素を配合するのに万能に最適なミキサーはありません。二軸パドルミキサー、プラウシェアミキサー、特に垂直二軸ミキサーは、短い混合時間、高い均一性、必要に応じて液体香料の制御された添加が求められる場合に適した解決策です。特に繊細で凝集した粉乳には、主に乾燥成分を処理する場合、コーンスクリューミキサーやコンテナフリーフォールミキサーが有利になり得ます。

amixon® は、粉乳への繊細な原料の穏やかな配合のために、段階的な3つの解決策を提供します。中小規模のバッチや繊細な凝集体には KoneSlid® ミキサー、大規模バッチには垂直二軸ミキサー、連続プロセスには AMK です。選定はバッチサイズ、処理量、レシピ、製品構造、計量量、必要な衛生コンセプトに依存します。

混合プロセスを顆粒の破壊強度に合わせて調整すれば、混合品質と粒子の完全性を同時に確保できます。繊細なプレス用顆粒には、コンテナミキサー、タンブルミキサー、V型、二重円錐型、コーンスクリューミキサーといった穏やかな混合原理が特に適しています。回転数、充填率、混合時間、投入条件が粒子に過度な負荷を与えない限り、低速の対流式混合システムも適している場合があります。

amixon® の垂直型ミキサーは、SinConvex® 混合工具を用いて低い周速で運転することで、繊細な顆粒を穏やかに均質化するよう設計できます。メーカーは VM および HM ミキサーについて、約0,8〜3,5 m/s の調整可能な範囲を示しています。ただし実際の粒子への負荷は、これに加えて混合時間、充填率、工具形状、計量供給、排出にも依存します。

高粘度バインダーは、温度調節され、できる限り短く配管された容積式ポンプ・配管・ノズルの経路を通じて計量するのが最も信頼できます。デッドスペースの少ないバルブ、自己排出可能な配管、適切な微粒化、そしてバリデーション可能な洗浄設計は、単一の部品よりも重要です。設計にはバインダー、粘度、温度、計量量、製品の動き、衛生要求を合わせて考慮する必要があります。

amixon® のバッチミキサーは、高粘度バインダーの計量・添加のために、液体供給ランスと二流体ノズルを装備できます。温度調節された仕様により、バインダーの粘度を加工可能な範囲に保つことができます。動いている製品ゾーンへの投入とカッティングローターの使用が、均一な濡れを支え、局所的な過湿を抑えることができます。

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amixon® プレシジョンミキサーでのベーキング剤の調製

副次的な効果として、液体原料を多く混ぜれば混ぜるほど、ベーキング剤に含まれる粉が少なくなる。しかし、液体の含有量が多すぎたり、混合中にベーキング剤が加熱されたりすると、流動性や吐出性が悪化する。包装後にベーキング剤が固まることさえある。製パン剤用の精密ミキサーは、特に効率よく働かなければならない。

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バルク材料粒子のコーティング用ダブルシャフトミキサー

amixon®の二軸ミキサーは、混合物の焼成、ベーキングエイド、脂肪コーティング、インスタント製品、スナック製品に使用されています。このミキサーは結晶性製品にも使用されています。砂糖、粉砂糖、塩、微量元素などです。混合粒子は脂肪または硬化液でコーティングすることができます。混合粒子のコーティング率は最大100%まで可能です。

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粉体用コーティング

粉末粒子は完全にコーティングされなければなりません。コーティング材料は少量で十分です。コーティング材料は、流通のために液化されなければなりません。これにより、混合機での濡れ性が改善されます。最終製品はバルク材料として流動性があり、コーティングは十分な耐摩耗性でなければなりません。そのためには効果的な温度管理が必要です。

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