2013 Fiscal Year Research-status Report
高品質化と高効率化を実現する革新的粉末食品製造法の開発：誘導帯電バインダの利用
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25450377
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
五月女 格 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品総合研究所食品工学研究領域, 主任研究員 (90469833)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ポストハーベスト工学 / 農産加工 / 食品加工 |
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| 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として、誘電分極により帯電させた液滴の利用を試みる。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あらかじめ帯電させた粉末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。
本年度はノズルから噴霧されるバインダ液滴を誘電分極により帯電させるための装置を作製した。始めに噴霧口内径が約3 mmのステンレス鋼製ノズル付近に線径2 mm、内径10 mmのエポキシ樹脂コーティングされた銅製の環状電極を設置し、直流高電圧電源に接続した。電極に-4.5 ～ +4.5 kVの電圧を印加し、蒸留水を20 g/minでノズルから噴霧した。ノズルからアースへ、また液滴を捕捉した電極からアースへ電流が検出され、噴霧された液滴が誘電分極していることが確認された。また上記ノズルおよび電極を流動層造粒装置内に設置した状態で造粒が行なえることを確認した。
前述のノズルでは電極が空間に露出しており、電極とノズル間に放電が確認され、さらに電極とノズル間の相対的な位置が安定せず、液滴が持つ電荷が安定しないことから、ノズルに樹脂製キャップを装着し、キャップ中に環状電極を埋設する構造の装置を作製した。キャップを装着することによりノズルからの液滴噴流が乱され安定した液滴噴霧が行なえない現象が観察されたことから、噴霧に影響を与えない形状のキャップを設計した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成25年度の研究計画にしたがい、ノズル近傍に設置した電極に高電圧を印加することにより、流動層造粒におけるバインダを誘電分極により帯電させるための装置を作成し、所期の性能が得られることを確認した。
また、電極からノズルへの放電が予測されたことから、放電を防ぎながら安定した帯電バインダの噴霧を行うための装置改良を必要に応じて行う計画であった。当初作製した装置では予測通り、電極からノズルへの放電が確認されたことから、研究計画にしたがいノズルに装着可能な樹脂に埋設された電極を作製し、噴霧の安定性について確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度の研究計画にしたがい、平成25年度に作製した装置を用いて帯電させたバインダによる食品粉末の流動層造粒を行い、バインダ液滴がもつ電荷が造粒工程に及ぼす影響について検討する。
また微細水滴を含んだ水蒸気(アクアガス）の水滴について、その帯電状態について調べ、さらにアクアガスの水滴の電荷を変化させるため、アクアガス噴霧ノズル近傍に設置可能な電極を作製する。
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