JP2001133151A - 熱風乾燥機 - Google Patents

熱風乾燥機

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JP2001133151A JP34662899A JP34662899A JP2001133151A JP 2001133151 A JP2001133151 A JP 2001133151A JP 34662899 A JP34662899 A JP 34662899A JP 34662899 A JP34662899 A JP 34662899A JP 2001133151 A JP2001133151 A JP 2001133151A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】植物性残渣を食品素材や飼料として再利用でき
るようにするため、乾燥品質を向上させ、中小規模の食
品工場でも導入しやすい小型で低価格の乾燥機を提供す
る。 【解決手段】小型化、低価格化を可能にするため、乾燥
方式を遠心分級による気流式とし、且つ、乾燥室内に粉
砕乾燥のための媒体ボールを配し、乾燥室に円錐状に絞
った部分を設け、その部分を通過する被乾燥物と媒体ボ
ールの大きさを制限できるようにしたことによって、単
位体積あたりの粉砕乾燥効率を高められるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、現在、食品工業の産業
廃棄物となっている植物性残渣例えば、豆腐工場から産
出されるおから、製餡工場から産出される小豆・豆類
粕、清酒工場から産出される酒粕、しょうゆ工場から産
出されるしょうゆ粕等を乾燥する乾燥機に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】上記植物性残渣は、食品素材や飼料に再
利用されているものは、まだ少なく、多くは廃棄されて
いるのが実状である。この事は最近、環境悪化の一因と
してクローズアップされているゴミ処理問題に関わるこ
とで、この業界でもリサイクルによりゴミの量を減らし
ていこうと言う動きが強まっている。このような情勢を
踏まえ植物性残渣を乾燥し食品素材や飼料に再利用する
従来の乾燥機をみると、高価で大型のものが多く、大量
に処理する食品工場でないと採算がとれないため、中小
規模の工場では処理料を支払って廃棄しているのが現状
である。この高価で大型になる理由は、従来の乾燥機の
乾燥方式が回転乾燥式と、慣性分級を使用した気流乾燥
式である事から小型化は難しいことと、植物性残渣が酸
化腐食しやすいものであるため酸素との接触時間を極力
少なくする手段例えば食品工場の生産ラインの端末にあ
る植物性残渣産出口に直結し生産ラインのスピードと同
調させて処理するする装備が必要なことからその分高価
なものになる。具体例として回転方式の撹拌破砕乾燥機
は、円筒の乾燥室内に撹拌羽根を装備し、500℃〜5
50℃の熱風を送って撹拌粉砕乾燥するものであるた
め、粉砕効率から生産ラインの処理スピードと同調させ
るには、撹拌部分を長くしなければならず大型で高価な
ものになってしまう。又高温熱風で処理するため乾燥物
に焦げが出やすく、撹拌羽根で行う粉砕は、粒度にばら
つきが出る等品質に問題があり用途が限定される。熱風
気流乾燥方式のものは、特開平6−105663に示さ
れているように円筒を横に寝かせた乾燥室で乾燥粉砕
し、該円筒状乾燥室の真上に吹き上げる形の気流束を発
生させ、該気流束により乾燥物を上昇させ、粒径が細か
いもの程高く上がる事を利用して、最上部の取り出し口
から食品素材に適した粒径のものだけを取り出す慣性分
級方式を使用したものであるため、乾燥物として食品素
材に適した粒径のものを得る場合は、被乾燥物の処理量
が少ない場合でも乾燥機の高さを変えられず小型化する
ことができない。さらに両方式の機械に共通する事で、
機械が大型であるため既生産ラインの空きスペースに設
置できない場合が多く別途直結するための搬送ラインを
設けなければならずその分高価になる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにゴミ処理
問題が大きな社会問題になりつつある現状にあって、従
来の乾燥方式の乾燥機では、酸化腐敗しやすい植物性残
渣を食品素材や飼料として再利用するには、高価で大型
のものになってしまい、大量に植物性残渣が産出される
食品工場でないと採算がとれない。このため高価で大型
の乾燥機を導入できない個人経営を含む中小規模の食品
工場では、産廃業者に処理を依頼しているがその処理費
用も年々高くなる傾向にあるため導入しやすい低価格で
小型の乾燥機が望まれている。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決する手
段として、従来の乾燥方式とは異なった遠心分級方式を
使用した気流乾燥機としたことにより、小型化、低価格
化を可能にした。本発明による乾燥機は、熱風発生装置
6と乾燥室13を熱風供給路8で乾燥室13の円筒部内
壁の接線に沿って熱風25を供給できるよう連結し、被
乾燥物受け口10を備えた被乾燥物供給路12を乾燥室
13の円筒部27に連結し、乾燥室13の上部に乾燥室
13と連通した乾燥室14を設け、乾燥室14の上端は
排出管17を介し乾燥物回収装置としてのサイクロン4
8に連結してなるもので、該乾燥室13、14は円筒部
と該円筒部の上部と下部を円錐状に絞った形状にし、乾
燥室13、14内には粉砕乾燥媒体として直径が1mm
〜10mmの大小の媒体ボール22と該粉砕乾燥媒体ボ
ールの回転を促し、乾燥室の底部に被乾燥物が堆積しな
いようにする直径が15mm〜25mmの媒体ボールを
配し、処理速度制御、品質維持のための温度制御が行え
る制御装置を備えたことを特徴とする。
【0005】上記構成の乾燥機において、乾燥室13に
おける円筒部内壁の接線に沿って熱風25を供給し、螺
旋状に上昇する気流束23を発生させ、該気流束23と
その周辺にできる渦流24により媒体ボール22を乾燥
室13、14の内壁に沿って転がり回転させながら被乾
燥物供給路8から供給される被乾燥物9を粉砕する。こ
れと並行して熱風25からの対流伝熱及び媒体ボール2
2と乾燥室13,14からの伝導伝熱で被乾燥物9を乾
燥し、粉体状になった粒の重力と、遠心力に対する向心
力と、気流束の方向及び風力のバランスにより粒径の大
きな重いものは乾燥室の下方に集まり、媒体ボールによ
りさらに細かく粉砕され、粒径が小さくなって軽くなる
に従い上昇する一連の作用(遠心分級)が行われ、必要
な粒径になった乾燥物だけが乾燥室14の上端に連結さ
れた排出管17を経てサイクロン18に送られサイクロ
ンの作用により排風32と乾燥物20に分離される。こ
の際に、被乾燥物9の性状に合わせ、熱風25の風速を
10m/秒〜50m/秒の適当な速度に設定し、乾燥室
14の上部に形成した円錐部31の傾斜を30°〜60
°の適当な角度に設定する事により処理速度と取り出す
乾燥物の粒径を自在に変えることができる。さらに円錐
部28,31の形成位置を下げ円筒部27,30を短く
することで、媒体ボール22と被乾燥物9の接触を密に
でき、粉砕効率が上がるため粒径が均一で良品質のもの
が得られると共に乾燥機を小型化でき低価格化をも実現
した。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一例を図面に基づ
いて詳細に説明する。本実施例は豆腐製造業者から産出
されたおからを乾燥する乾燥機の例を示すもので、被乾
燥物となるおからの成分は、乾物重量比で蛋白質22.
7%、脂質15.5%、繊維17.8%、糖質40%、
灰分4%のものとし、含水率は、85%のものとする。
図1、2において、プロパンガスボンベ2とガスバーナ
ー4をガス管33で接続し、該ガス管の任意位置に比例
弁3を設け、図示してない自動点火機構とガス漏れ対策
機構とを備え、送風機5で熱風25が送られる構成の熱
風発生装置6と乾燥室13を熱風供給路8で連結する。
この乾燥室13と熱風供給路8の連結は乾燥室円筒部内
壁15の接線に沿って熱風25が供給されるよう連結
し、該熱風供給路8には熱風温度を検知する温度センサ
ー7を付設する。乾燥室13と熱風供給路8とが連結す
る部分の上方向に被乾燥物供給口12を連結し、該被乾
燥物供給路12の上端には被乾燥物受け口8を設け、中
間部にはロータリーフィーダー11を設ける。乾燥室1
3内の熱風供給路8と被乾燥物供給路12が連結される
部分には熱風25と被乾燥物9の供給口をガードする形
で当て板34を設け、媒体ボール22が熱風25と被乾
燥物9の供給口に当たって風向を乱すことを防ぐ事と併
せて供給された被乾燥物9が容易に熱風25中に拡散さ
れるのを促進する。乾燥室13、14は円筒部27,3
0とその上端下端を円錐状に絞った部分26、28、2
9、31で形成され、該円錐状に絞った部分を通過でき
る被乾燥物と媒体ボールの大きさを制限する。乾燥室1
3の上部には乾燥室14を連通させて形成し、乾燥室1
4には温度センサー16を付設し、乾燥室13内には媒
体ボール22を配す。乾燥室14の上端とサイクロン1
8を排出管17で連結し、サイクロン18の上部には、
排気管19を設ける。
【0007】制御装置21にはインバーターと温度セン
サーの温度制御部を備えてあって、被乾燥物の成分、含
水率により、熱風温度、乾燥状態温度、風量(風速)を
設定でき、食品工場の生産ラインから出てくる植物性残
渣産出速度に合わせロータリーフィーダー11の速度を
設定する事ができる。これらの設定値は実験にて求めて
あるもので、本実施例の場合、熱風温度を330℃〜3
40℃、含水率8%〜10%の乾燥物を得る際の乾燥中
の乾燥状態温度を83℃〜85℃、風速を25m/秒〜
27m/秒にした。又中小規模の食品工場から出てくる
植物性残渣産出速度は80kg/時間〜90kg/時間
であるからそれに合わせロータリーフィーダーの速度を
設定する。又制御装置21に接続されている比例弁3、
温度センサー7は、乾燥室に送られる熱風温度を外気
温、始動時、過熱時の変動に関わらず上述制御装置21
で設定した温度に維持できるよう制御するためのもの
で、温度センサー7にて検知した熱風温度と制御装置2
1で設定した温度との差により比例弁3を動作させガス
バーナー4へのガス供給量を調節する方法で行う。又制
御装置に接続されている温度センサー16は乾燥状態温
度を上述制御装置21で設定した温度に維持できるよう
制御するためのもので、温度センサー16により検知し
た温度と制御装置で設定した温度との差により比例弁3
を動作させガスバーナー4へのガス供給量を調節する方
法で行う。この乾燥状態温度制御は、熱風温度制御に優
先する。
【0008】図3〜図4にて熱風及び被乾燥物の流れと
遠心分級について説明する。熱風供給路8より乾燥室1
3に供給される熱風25は、乾燥室13の円筒部27内
壁の接線方向から供給され、気流束23となって乾燥室
13,14の内壁に沿って螺旋状に上昇し乾燥室14の
出口36へ向かう。この螺旋状に上昇する気流束23の
内側には図4に示すように渦流24が発生し渦流24の
中心部35は圧力が低下する。この状況は熱風の導入口
付近で特に顕著で出口36付近に近づくに従い気流束2
3は崩れ均等化されながら出口36方向への層流37と
なる。又該渦流24の中心部35の圧力が低い部分に向
かって下方向への流れ38が生じる。そこで乾燥室13
内に被乾燥物9を供給すると以下のような遠心分級が行
われる。熱風供給路8の上方に設けられた被乾燥物供給
路12から乾燥室13内に被乾燥物9を供給すると、気
流束23に捕捉され、媒体ボールと乾燥室13、14の
内壁とにより粉砕されるが大きな重量の固まりは遠心力
により乾燥室13の内壁に押しつけられ失速し下方向へ
落下するかもしくは気流束23の薄い部分に至って中央
部の下方向への流れ38に沿って落下する。落下したも
のは、再び気流束23に捕捉され、媒体ボールと乾燥室
13、14の内壁により粉砕されるという動作が繰り返
され、被乾燥物9の固まりが粉砕乾燥され粉体になり製
品水準の粒径になったものだけが気流束23により上昇
し出口38より排出される。
【0009】図3〜図6にて乾燥室の構成について説明
する。乾燥室13は円筒部分27と円筒部分27の上端
と下端を円錐状に絞った部分26、28で形成し、該乾
燥室13の上に連通して形成される乾燥室14は円筒部
分30と円筒部分30の上端と下端を円錐状に絞った部
分29、31で形成したものである。この円錐状に絞っ
た部分26,27,28,31の形状と機能について以
下に述べる。円錐状に絞った部分26,29は円筒部2
7、30に対する傾斜を本実施例のおからの場合45°
で形成する事により、被乾燥物が角部に堆積しないよう
にしたものである。円錐状に絞った部分28は円筒部2
7に対する傾斜を本実施例のおからの場合50°で形成
する事により、乾燥室13内に配される媒体ボール22
−a、22−b(図7で説明するもの)及び比較的大き
な固まりの被乾燥物9が円錐状に絞った部分28より上
に上昇しないようにし、該円錐状に絞った部分28を通
過する物体の大きさを制限することで媒体ボール22と
被乾燥物9との接触を密にできるから粉砕乾燥効率を上
げられる。これについてさらに詳細に述べると、該媒体
ボール22−a、22−bと被乾燥物9は螺旋状に上昇
する気流束23に捕捉され乾燥室13内を回転上昇する
ため、それらには遠心力による向心力と自重による重力
及び気流束23による上昇力がはたらき、力のバランス
で上昇したり下降したりするので、円錐状に絞った部分
28での力のバランスが下向きになるようにすれば、そ
れより上には上昇しないことになる。即ち円錐状に絞っ
た部分28での力の向きをみると遠心力による向心力は
円錐状面に対して垂直方向になり水平面に対して下方向
の力となるから、自重による重力と向心力を加えた下方
向の力が気流束25による上昇力より大きくなるよう円
錐状面の傾斜を適宜変えることにより円錐状に絞った部
分28より上に上昇しないようにできる。尚この円錐状
に絞った部分28で阻止しきれなかった比較的大きな固
まりの被乾燥物は前記熱風と被乾燥物の流れの中で説明
したように下方向への流れに沿って落下し再粉砕される
かもしくは乾燥室14内に留まり粉砕乾燥される。
【0010】円錐状に絞った部分31は円筒部30に対
する傾斜を本実施例のおからの場合50°で形成する事
により、乾燥室14内に配される媒体ボール22−c、
22−d(図7で説明するもの)と製品としての乾燥水
準に達してない被乾燥物9が上記円錐状に絞った部分2
8と同様の原理で円錐状に絞った部分31より上に上昇
しないようにし、該円錐状に絞った部分31を通過する
物体の大きさを制限することで媒体ボール22−c、2
2−dと被乾燥物9との接触を密にできるから粉砕乾燥
効率を上げられる。
【0011】頭7〜図9により媒体ボール22について
説明する。図7では媒体ボールの総称を22とし、重量
の重いものから軽いものへ順に22−a、22−b、2
2−c、22−dとして説明する。乾燥室13,14内
に配されるセラミック等の耐摩耗性の高い材質を使用し
た媒体ボール22は粉砕乾燥媒体として用いるもので、
気流束23の風力と媒体ボール22の重量及び遠心力の
バランスにより重量の重いもの22−aは低い位置で、
軽くなるに従い22−b、22−c、22−dと順に高
い位置で乾燥室13,14内を回転させるようにし、被
乾燥物9と接触させ、該媒体ボール22が乾燥室内壁を
転がることで粉砕すると同時に気流束23の熱と媒体ボ
ール22の伝導伝熱で乾燥する。この媒体ボール22の
回転の軌跡は図4に於ける渦流24の軌跡に類似し気流
束23を避けた形で図8のように回転する。又この気流
束23が螺旋状に回転していることと、種々重量の異な
った媒体ボール22が異なった高さで回転していること
から真上からみると図9のように乾燥室13,14内を
満遍なく回転するので粉砕が効率良く行われる。又媒体
ボールの直径が小さくなるほど粉砕される粒径が小さく
なるので、上記のような媒体ボールの動きの中に被乾燥
物を供給すると乾燥室13内に供給されたばかりの大き
な固まりの被乾燥物は重量の重い大きな径の媒体ボール
で比較的大きく粉砕され、徐々に軽くなって上昇するに
従い重量の軽い小さな径の媒体ボールで小さく粉砕され
るようになるので、粒径の小さな、ばらつきのない乾燥
物を効率よく得る事ができる。本実施例の場合、直径が
25mmのボールを4〜5個と直径が8mm、4mm、
2mmのボールをそれぞれ200〜250個を乾燥室内
に配した。
【0012】図10,図11にて大きな径の媒体ボール
22−aを4〜5個配す理由について説明する。この媒
体ボール22−aは本実施例の場合、直径が25mmの
もので、粉砕乾燥媒体ボール22−b、22−c、22
−dの動き出しを促すことと乾燥室13の底部に被乾燥
物9が堆積するのを防ぐ役目を持つ。この役目を詳細に
説明すると乾燥室13に供給されたばかりの被乾燥物9
は水分を多く含むため、粉砕乾燥に至る前に大きな固ま
りとなることがあり、比較的小さな径の乾燥粉砕媒体ボ
ール22−b、22−c、22−dは被乾燥物9に埋も
れ回転しなくなることがある。ここに大きな径の媒体ボ
ール22−aを4〜5個入れると該乾燥粉砕媒体ボール
が動きだし本来の粉砕能力を回復することができる。又
固まりとなった被乾燥物も分散され乾燥室13の底部に
堆積しなくなるので、粉砕乾燥効率を上げることができ
る。
【0013】上記実施例では、プロパンガスによる熱風
装置の使用例を示したがこれに限定されることはなく電
気、石油等を使用する方式の熱風装置でも構わない。
【0014】また、上記実施例では乾燥室を2段に重ね
たものとしたが被乾燥物の性状、処理量により1〜数段
重ねたものとすることができる。
【0015】さらに、上記実施例では乾燥室13,14
の円錐状に絞った部分26、29の傾斜を45°とし、
円錐状に絞った部分28,31の傾斜を50°とした
が、被乾燥物が変わっても植物性残渣であれば、その成
分、含水率により30°〜60°の範囲で選択設定すれ
ば上記実施例と同じ機能が得られる。
【0016】また、上記実施例では媒体ボール22−a
の径を25mmとしたが、被乾燥物である植物性残渣の
成分、含水率が変わっても15mm〜25mmの範囲で
選択設定すれば上記実施例と同じ機能が得られる。
【0017】上記実施例では、熱風温度を330℃〜3
40℃、乾燥状態温度を83℃〜85℃、風速を25m
/秒〜27m/秒としたが被乾燥物である植物性残渣の
成分、含水率が変わっても熱風温度を300℃〜350
℃、乾燥状態温度を80℃〜85℃、風速を10m/秒
〜50m/秒の範囲で選択設定する事により上記実施例
と同様の機能が得られる。
【0018】また、上記実施例では被乾燥物の搬送手段
としてロータリーフィーダー11を用いたがスクリュウ
等他の搬送手段でも構わない。
【0019】その他、乾燥室13,14に掃除点検用の
扉や点検用窓を設けるとか、外側を断熱材で覆う等の付
帯構成は図示してないが、本発明の意図する範囲を逸脱
しないように構成するものであるならば自由に設計変更
できる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は植物性残
渣乾燥用の遠心分級式気流乾燥機を構築し、且つ、乾燥
室内に粉砕乾燥のための媒体ボールを配し、乾燥室に円
錐状に絞った部分を設け、その部分を通過する被乾燥物
と媒体ボールの大きさを制限できるようにしたことによ
り、単位体積あたりの被乾燥物と媒体ボールの接触を密
にでき、粉砕乾燥効率を高める事ができるようにしたの
で、装置の小型化と併せて低価格化をも可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図1】植物性残渣を乾燥処理する熱風による気流乾燥
機の全体構成図
【図2】図1のA−A矢視図
【図3】乾燥室の構成と乾燥室内に於ける熱風及び被乾
燥物の流れと遠心分級についての説明図
【図4】図3のB−B矢視図
【図5】図3のD部拡大図
【図6】図3のE部拡大図
【図7】媒体ボールの動作説明図
【図8】図7のC−C断面図
【図9】図8の補足説明図
【図10】媒体ボールの説明図
【図11】媒体ボールの説明図
【符号の説明】
1 気流乾燥機 20 乾燥物 2 ガスボンベ 21 制御装置 3 比例弁 22 媒体ボール 4 ガスバーナー 23 気流束 5 送風機 24 渦流 6 熱風発生装置 25 熱風 7 温度センサー 26 円錐状に絞った部
分 8 熱風供給路 27 円筒部 9 被乾燥物 28 円錐状に絞った部
分 10 被乾燥物受け口 29 円錐状に絞った部
分 11 ロータリーフィーダー 30 円筒部 12 被乾燥物供給路 31 円錐状に絞った部
分 13 乾燥室 32 排風 14 乾燥室 33 ガス管 15 円筒部内壁 16 温度センサー 35 渦流の中心部 17 排出管 36 出口 18 サイクロン 37 層流 19 排気管 38 下方向への流れ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年11月4日(1999.11.
4)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項4】請求項1〜3の乾燥室内に直径が1mm〜
10mmの粉砕乾燥媒体ボールと、該粉砕乾燥媒体ボー
ルの回転を促し、乾燥室の底部に被乾燥物が堆積しない
ようにする直径が15mm〜25mmの媒体ボールを配
した乾燥機。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年2月9日(2000.2.9)
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図10
【補正方法】追加
【補正内容】
【図10】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図11
【補正方法】追加
【補正内容】
【図11】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】風量・風速と熱量を可変できる手段を備え
    た熱風発生装置と円筒部と該円筒部の上部と下部を円錐
    状に絞った形で形成した乾燥室を熱風供給路で連結し、
    該熱風供給路と乾燥室の連結を乾燥室円筒部内壁の接線
    に沿って熱風が供給されるようにし、該熱風供給路には
    温度センサーを設ける。又被乾燥物受け口と被乾燥物搬
    送手段を備えた被乾燥物供給路を乾燥室円筒部に連結
    し、乾燥室円筒部の上部には温度センサーを設け、乾燥
    室の上端に乾燥物回収装置を接続する。又、制御装置に
    は被乾燥物の成分、含水率により熱風温度、乾燥状態温
    度、風量(風速)の設定部を設け、温度センサーにより
    検知した熱風温度、乾燥物状態温度との差により設定部
    で設定した値を維持できるよう風量・風速と熱量を可変
    制御できる制御部を備えてなる植物性残渣乾燥用の遠心
    分級式気流乾燥機。
  2. 【請求項2】請求項1の乾燥室に於ける円錐状に絞った
    部分の傾斜を円筒部に対して30°〜60°とした遠心
    分級式気流乾燥機。 【請求項2】請求項1の乾燥室を1段〜多段連接した遠
    心分級式乾燥機。
  3. 【請求項3】請求項1、2の乾燥室内に直径が1mm〜
    10mmの粉砕乾燥媒体ボールを配し、該粉砕乾燥媒体
    ボールの回転を促し、乾燥室の底部に被乾燥物が堆積し
    ないようにする直径が15mm〜25mmの媒体ボール
    を配した乾燥機。
JP34662899A 1999-10-29 1999-10-29 熱風乾燥機 Expired - Fee Related JP4374512B2 (ja)

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