Development of an effective processing method for quality powdered food: an application of ionized air

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K07761
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 五月女 格 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (90469833)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 粉末食品 / 流動層造粒 / 静電気

Outline of Annual Research Achievements

本研究では粉末食品の高品質化とその製造プロセスの効率化を目的として、流動層造粒におけるバインダおよび粉末原料の帯電が、造粒プロセスに及ぼす影響について解明する。粉末食品は微粉末の状態では使用時に湯や水に溶解する際にランピング（ダマ）を生じやすいため、溶解性を高めるため多くの場合、造粒操作により顆粒状に調製されるが、粉末食品の高品質化と製造コスト削減のため、バインダ添加量(加水量)の低減が課題となっている。本研究では、誘電分極により帯電した液滴と、イオナイザなどにより帯電させた粉末の粒子間に働く静電気力を利用することにより、効率的にバインダ液滴を粒子に付着させることで、加水量を低減した造粒プロセスの構築を目指す。
コロナ放電により発生させた電荷中を通過させながら流動層造粒装置に粉末原料を供給する装置の構築を行った。粉末を空気搬送するための樹脂製円筒内に金属製プローブを設置し、プローブからの放電により搬送中の粉末を帯電させ、流動層造粒装置に粉末を供給した。カルボキシメチルセルロース0.5～1.0％水溶液を、誘電分極により帯電させてバインダとして噴霧し、前述の方法で帯電させたトウモロコシデンプンおよびバレイショデンプンの造粒試験を実施した。バインダ液滴および粉末を逆極性に帯電させた場合、回収した顆粒の平均粒子径d50に増加がみられたが、径の大きい粗大な顆粒の生成も同時にみられた。また、造粒開始後一定時間を経過すると、装置内部への粉末の付着が著しくなることが確認された。