JP2001153556A

JP2001153556A - 真空乾燥装置

Info

Publication number: JP2001153556A
Application number: JP33941999A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Matsuo; 吉人松尾
Original assignee: AGURIKKUSU KK
Current assignee: AGURIKKUSU KK
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2001-06-08

Abstract

(57)【要約】【課題】被乾燥物が真空蒸着することなく、安定して高
い乾燥能力を発揮することのできる真空乾燥機を提供す
ること。【解決手段】乾燥ドラム(2) と、同乾燥ドラム(2) 内に
配設した撹拌装置(3) と、前記乾燥ドラム(2) 内を減圧
する減圧装置(4) とを具備する真空乾燥機において、前
記乾燥ドラム(2) を、内周壁(20)と外周壁(21)との間に
加熱媒体流路(R) を設けた構成となすとともに、前記撹
拌装置(3) を、加熱媒体流路(R) となる中空部(30)を有
する中空回転軸(31)に、前記中空部(30)と連通する複数
の撹拌羽根(32)を設けた構成とし、しかも、前記中空回
転軸(31)及び撹拌羽根(32)の表面を、フッ素樹脂加工し
た構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、減圧下で加熱・
撹拌しながら乾燥させる撹拌型の真空乾燥機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の真空乾燥機には、撹拌軸
を設けた乾燥ドラムと同ドラム内を減圧するための真空
ポンプなどを備えた構成のものがあった。

【０００３】すなわち、前記乾燥ドラムの内部に、中空
状に形成した回転軸を軸架するとともに、同回転軸に撹
拌羽根を設け、さらに、前記乾燥ドラムの内周壁と外周
壁との間に蒸気流路を設けた構成とし、前記蒸気流路及
び回転軸内に加熱源となる水蒸気を通して、熱伝導によ
り乾燥ドラム内に投入した材料を加熱して乾燥させるも
のである。

【０００４】かかる真空乾燥機は、減圧下で加熱するた
めに乾燥時間が短く、また、比較的に低温度で材料中の
水分を蒸発させることができるので熱に敏感な材料や有
機物や液体の乾燥に好適に用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の真空
乾燥機には、未だ下記の課題が残されていた。

【０００６】すなわち、しばらく使用している間に、回
転軸や撹拌羽根に材料が真空蒸着してしまう、いわゆる
焼付現象が起こり、熱伝導率が大きく低下して乾燥能率
を著しく低下させてしまうという問題があった。

【０００７】また、真空ポンプを作動させたときに、乾
燥ドラム内に残っていた乾燥物を吸い込んでしまい、ポ
ンプに悪影響を与えることがあった。

【０００８】本発明は、上記課題を解決することのでき
る真空乾燥機を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の本発明では、乾燥ドラムと、同乾燥
ドラム内に配設した撹拌装置と、前記乾燥ドラム内を減
圧する減圧装置とを具備する真空乾燥機において、前記
乾燥ドラムを、内周壁と外周壁との間に加熱媒体流路を
設けた構成となすとともに、前記撹拌装置を、加熱媒体
流路となる中空部を有する中空回転軸に、前記中空部と
連通する複数の撹拌羽根を設けた構成とし、しかも、前
記中空回転軸及び撹拌羽根の表面を、フッ素樹脂加工し
た。

【００１０】請求項２記載の本発明では、乾燥ドラム内
に、乾燥促進用エアを導入可能とした。

【００１１】請求項３記載の本発明では、減圧装置を真
空ポンプとし、同真空ポンプと連通連結する吸気口を乾
燥ドラムに設けるとともに、同吸気口を基端側より漸次
拡開させ、拡開部にフィルタを設けた。

【００１２】請求項４記載の本発明では、異なる複数の
加熱媒体により乾燥ドラム内を加熱可能とした。

【００１３】請求項５記載の本発明では、加熱媒体を、
水蒸気と加熱オイルとし、乾燥ドラムに設けた加熱媒体
流路を、水蒸気流路と加熱オイル流路とに区画形成し
た。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に係る真空乾燥機は、乾燥
ドラムと、同乾燥ドラム内に配設した撹拌装置と、前記
乾燥ドラム内を減圧する減圧装置とを具備する真空乾燥
機において、前記乾燥ドラムを、内周壁と外周壁との間
に加熱媒体流路を設けた構成となすとともに、前記撹拌
装置を、加熱媒体流路となる中空部を有する中空回転軸
に、前記中空部と連通する複数の撹拌羽根を設けた構成
とし、しかも、前記中空回転軸及び撹拌羽根の表面を、
フッ素樹脂加工したものである。

【００１５】すなわち、耐熱性に富むフッ素樹脂加工を
施すことで、回転軸や撹拌羽根への材料の真空蒸着を可
及的に防止したものである。フッ素樹脂加工は、例え
ば、一般的に知られているテフロン（登録商標）加工な
どがある。

【００１６】また、上記乾燥ドラム内に、乾燥促進用エ
アを導入可能な構成とすることもできる。

【００１７】すなわち、熱媒体である蒸気だけを使用す
るのではなく、例えば熱風などを乾燥ドラム内に導入す
ることで、被乾燥材料の乾燥速度をより早めることがで
きる。

【００１８】また、上記減圧装置を真空ポンプとし、同
真空ポンプと連通連結する吸気口を乾燥ドラムに設ける
とともに、同吸気口を基端側より漸次拡開させ、拡開部
にフィルタを設けた構成とすることができる。

【００１９】すなわち、真空ポンプで引く場合、被乾燥
物などを吸い込んでしまうおそれがあるために、吸込口
を広くして流速を落とし、メッシュ状のフィルタによっ
て捕捉可能としたものである。なお、フィルタは、目の
細かい金網、布などでもよいが、被乾燥物に応じた専用
フィルタを設けることが好ましい。

【００２０】また、加熱媒体として、蒸気のみならず、
これに加えて例えば加熱オイルや熱風などを用いること
もできる。すなわち、異なる複数の加熱媒体により乾燥
ドラム内を加熱するものである。

【００２１】例えば、加熱媒体を水蒸気と加熱オイルと
することができ、この場合、乾燥ドラムに設けた加熱媒
体流路を、水蒸気流路と加熱オイル流路とに区画形成し
ておくことができる。あるいは、乾燥ドラムを三重構造
として、二層の加熱媒体流路を形成し、一方に蒸気を、
他方に加熱オイルを導入することができる。

【００２２】また、蒸気、加熱オイルを主、副として用
いることにより、ランニングコストを低減させることが
できる。

【００２３】すなわち、オイルをオイルヒータで保温
し、これを主の加熱媒体として使用するようにして、真
空乾燥機の立ち上げ時などに熱量が不足する場合に、蒸
気を副加熱源として用いて熱量を補うようにするもので
ある。

【００２４】さらに、乾燥ドラムをダンプ可能な構成と
することもできる。すなわち、乾燥終了後、被乾燥物を
とりだす際に、取出口が下方に位置するようにその反対
側を上昇させて被乾燥物を効率よく排出できるようにす
るものである。

【００２５】ところで、被乾燥物から蒸発した水分は、
熱交換器で液化して、その液体を熱交換器の冷却水とし
て再利用するとよい。すなわち、熱交換器に冷却水を供
給するクーリングタワーは、蒸発損失により冷却水が不
足していくものなので、これの補給水として用いるもの
である。

【００２６】以上説明したように、本発明によれば、撹
拌羽根や回転軸に被乾燥物が蒸着して焼き付きをおこす
おそれがなく、熱伝導率が低下することがないので、高
いレベルの加熱効率を維持できる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。

【００２８】図１は本実施例に係る真空乾燥機Ａを備え
るプラントの側面図、図２は真空乾燥機Ａの正面図、図
３は同平面図、図４は同側面図、図５は真空乾燥機Ａの
乾燥ドラム２の断面視による説明図である。

【００２９】本実施例に係る真空乾燥機Ａは、図１に示
すように、乾燥プラントとして設置されている。図中、
Ｂはボイラ室、Ｄは作業架台、Ｅは制御盤、Ｇは燃料
室、Ｈは被乾燥物用ホッパ、Ｊは冷却水タンク、Ｋは燃
料タンク、Ｌはロードセルである。

【００３０】図２〜図４に示すように、真空乾燥機Ａ
は、台座１上に装置されており、被乾燥物を投入して乾
燥させる乾燥ドラム２と、同乾燥ドラム２内に配設した
撹拌装置３と、乾燥ドラム２内を減圧する減圧装置とし
ての真空ポンプ４と、熱交換器５を具備している。

【００３１】本実施例の要部となる乾燥ドラム２は横置
き型であり、両端を閉塞した円筒形状に構成され、内周
壁20と外周壁21との間に加熱媒体流路Ｒを設けた構成と
している。

【００３２】さらに、同乾燥ドラム２内に配設した前記
撹拌装置３を、加熱媒体流路Ｒとなる中空部30を有する
中空回転軸31に、前記中空部30と連通する複数の中空の
撹拌羽根32を設けた構成としている。

【００３３】また、乾燥ドラム２の上側周側面には、被
乾燥物投入管22と、前記真空ポンプ４に連通連結した真
空引管23と、設計変更などに対応できるように、予備管
となる連通スペア管24を、加熱媒体流路Ｒを貫通して内
部と連通するように突設している。なお、この連通スペ
ア管24は点検口としても利用可能である。

【００３４】前記被乾燥物投入管22及び真空引管23はホ
ッパ形状としており、特に真空引管23のホッパ型とした
部分には金属製のメッシュ状フィルタＦを着脱自在に取
付けている。すなわち、吸気口となるホッパ部分の流路
を拡開することで、真空引きの際に流速が落ちるので、
フィルタＦによって、被乾燥物などを確実に捕捉するこ
とができ、真空ポンプ４に異物が混入するおそれがな
い。なお、フィルタＦは金属製に限らず、布製などであ
っても構わない。

【００３５】また、図１及び図５に示すように、被乾燥
物投入管22の上方には、被乾燥物投入コンベヤ装置22a
の先端を臨ませている。

【００３６】さらに、回転ドラム２の一端側には乾燥物
排出口６を設けており、同乾燥物排出口６には、図５に
示す密閉装置７を取付けている。図中、70は密閉蓋、71
は密閉蓋70を前後に案内するガイド体、72はハンドル73
を備えたロッドであり、前記ハンドル73を回してロッド
72を進退させることで密閉蓋70が連動して開閉される構
成となっている。

【００３７】そして、乾燥物排出口６には、乾燥物排出
コンベア装置6aの先端が臨設されている。

【００３８】ところで、上記した加熱媒体流路Ｒは、図
５に示すように、乾燥ドラム２の内周壁20と外周壁21と
の間を、周回するように螺旋状に形成されており、連結
管25を介して蒸気発生用のボイラＢと連通連結してい
る。また、乾燥ドラム２の底部には、加熱媒体流路Ｒと
連通する四つのドレン26を設けている。

【００３９】さらに、図５に示すように、乾燥ドラム２
の両端部には、同ドラム２を閉塞する鏡板27,28 を設け
ており、両鏡板27,28 の中心には軸受29a,29b を設けて
いる。

【００４０】かかる両軸受29a,29b に、前記した中空回
転軸31を軸支している。そして、同中空回転軸31の両端
部には、蒸気導入管33と蒸気排出管34を設けている。

【００４１】また、図２〜図４に示すように、中空回転
軸31は台座１上に設けたモータＭによって所定の回転数
で回転可能に構成されている。Ｃは連結チェーン、M1は
チェーンケース、M2はモータスプロケット、M3は中空回
転軸31に設けたスプロケットである。

【００４２】そして、図５に示すように、撹拌装置３の
中空回転軸31には、同回転軸31の中空部30に連通する五
つの連通管35を長手方向に沿って一定間隔をあけて突設
しており、各連通管35の先端に、それぞれ中空に形成し
た撹拌羽根32を設けている。

【００４３】すなわち、前記中空回転軸31の中空部30と
連通させることにより、同中空部30を通る蒸気は連通管
35まで通気し、蒸気からの伝熱によって、連通管35を介
して撹拌羽根32まで加熱されることになる。したがっ
て、被乾燥物への加熱効率を著しく向上させることがで
きる。

【００４４】上記構成において、本発明の特徴となるの
は、図７に示すように、撹拌装置３における前記中空回
転軸31及び撹拌羽根32の表面をフッ素樹脂加工して、耐
熱性や耐化学薬品性を著しく高めたことにある。

【００４５】すなわち、従来では、加熱していくにした
がい、被乾燥物が中空回転軸31や撹拌羽根32に蒸着して
しまうことがあったが、表面全体をフッ素樹脂加工する
ことでこれを確実に防止して、常に最適な熱伝導率を保
持可能としている。

【００４６】フッ素樹脂加工は、テフロン（登録商標）
加工などで知られているポリテトラフルオロエチレン加
工を施すことができる。

【００４７】ここで、中空回転軸31及び撹拌羽根32のよ
り具体的な構成を、図６〜図８を参照しながら説明す
る。

【００４８】図６及び図７において、36,37 は補強板で
あり、回転方向に取付けた補強板36を大型に、軸方向に
取付けたものを小型に形成している。

【００４９】図６及び図７に示した撹拌羽根32は、断面
形状が四角形のものであるが、撹拌羽根32は、図８に示
すように、断面視三角形のものと二種類あり、一端側に
配設した四角形のものを除き、両者が交互に配設されて
いる。

【００５０】すなわち、図８において、上方側の送り面
38は平行に並び、下方側の送り面39は山・谷のあるジグ
ザグ形状となっているので、中空回転軸31がａ側へ回転
すると、被乾燥物は矢印ｆ方向へ移動し、反転させる
と、非乾燥物は一定方向に送られたりすることがない。

【００５１】したがって、中空回転軸31の回転方向によ
って、被乾燥物の動きを制御することができることにな
り、ここでは、矢印ｆの方向に乾燥物排出口６を設けて
いるので、中空回転軸31の回転方向をａ側にすれば被乾
燥物の排出を容易に行うことができるとともに、反転さ
せた場合は、被乾燥物を有効に撹拌することが可能とな
る。

【００５２】本実施例に係る真空乾燥機Ａは上記のよう
に構成されており、以下、実際の動作について説明す
る。なお、ここでは、乾燥ドラム２はその容積が５m³の
ものを用いるとともに、被乾燥物としては、水分含有率
82％のおからを用いた。

【００５３】先ず、乾燥ドラム２内に、適量のおからを
投入する。投入量は、ロードセルＬによって検出可能で
ある。

【００５４】真空ポンプ４を駆動して乾燥ドラム２内を
減圧し、乾燥ドラム２内のおからに含まれる水分の沸点
を60℃程度まで設定する。

【００５５】そして、乾燥ドラム２及び中空回転軸31内
に蒸気を導入するとともに、中空回転軸31を回転してお
からを撹拌する。

【００５６】おからは乾燥ドラム２側（外側）及び中空
回転軸31及び撹拌羽根32側（内側）から加熱され、効率
的に水分が蒸発して乾燥が促進される。このとき、中空
回転軸31や撹拌羽根32にフッ素樹脂加工を施しているた
めに、おからが中空回転軸３１や撹拌羽根３２に蒸着す
ることがなく、熱伝導率も良好な状態を維持できるの
で、乾燥処理能力が低下することがない。

【００５７】なお、発生した蒸気は、真空ポンプ４によ
る吸引によって排出され、熱交換器５によって液化さ
れ、同熱交換器５の冷却水として再利用される。

【００５８】本実施例では、１時間当たり500Kg の乾燥
処理能力となった。これは、フッ素樹脂加工を施してい
ないものが真空蒸着を起こしたときに比べ、2.5 倍の能
力となっている。

【００５９】また、上記実施例と同容積の乾燥ドラム２
を用いた場合の他の実施例として、焼酎廃液（水分90
％）を被乾燥物とした場合についていえば、乾燥処理能
力は１時間当たり1,000Kg となり、これは、フッ素樹脂
加工を施していないものが真空蒸着を起こしたときに比
べ、1.6 倍の能力となっている。

【００６０】なお、乾燥ドラム２の容積は適宜設定する
ことができ、また、被乾燥物としては、上記したおから
や焼酎糟の他、例えば、醤油糟、汚泥など、さらに、血
液の乾燥、着色を分離できない染色廃液からの染料の分
離などでもよく、加熱することで水分が蒸発するものに
は適用可能である。

【００６１】さらに本発明の他の実施例として、加熱に
際し、補助的な加熱媒体として、乾燥ドラム２内に乾燥
促進用エアとして熱風を導入することもできる。かかる
熱風により、乾燥時間を大幅に短縮化することができ
る。

【００６２】また、さらなる他の実施例として、図９に
示すように、乾燥ドラム２を三重構造として、二層の加
熱媒体流路、すなわち蒸気流路R1とオイル流路R2を形成
して蒸気と加熱オイルとを導入可能としている。

【００６３】そして、蒸気、加熱オイルを主、副として
用いることにより、ランニングコストを低減させること
ができる。

【００６４】すなわち、オイルをオイルヒータで保温
し、これを主の加熱媒体として使用するようにして、真
空乾燥機Ａの立ち上げ時などに熱量が不足する場合に、
蒸気を副加熱源として用いて熱量を補うようにするもの
である。

【００６５】なお、加熱オイル用の加熱媒体流路R1の構
造は、蒸気用の加熱媒体流路Ｒに沿って同様な螺旋状と
したりする他、適宜設計変更が可能である。

【００６６】このように、異なる複数の加熱媒体により
乾燥ドラム２内を加熱可能とすることにより、乾燥能率
をより高めたり、ランニングコストを低減したりするこ
とができる。

【００６７】

【発明の効果】発明は上記のような形態で実施されるも
ので、以下の効果を奏する。

【００６８】請求項１記載の本発明では、乾燥ドラム
と、同乾燥ドラム内に配設した撹拌装置と、前記乾燥ド
ラム内を減圧する減圧装置とを具備する真空乾燥機にお
いて、前記乾燥ドラムを、内周壁と外周壁との間に加熱
媒体流路を設けた構成となすとともに、前記撹拌装置
を、加熱媒体流路となる中空部を有する中空回転軸に、
前記中空部と連通する複数の中空撹拌羽根を設けた構成
とし、しかも、前記中空回転軸及び撹拌羽根の表面を、
フッ素樹脂加工したことにより、被乾燥物が中空回転軸
や撹拌羽根に蒸着することがなく、伝熱効率の低下がな
いので乾燥処理能力を高いレベルで維持することができ
る。

【００６９】請求項２記載の本発明では、乾燥ドラム
内に、乾燥促進用エアを導入可能としたことにより、乾
燥能率をより向上させることができる。

【００７０】請求項３記載の本発明では、減圧装置を
真空ポンプとし、同真空ポンプと連通連結する吸気口を
乾燥ドラムに設けるとともに、同吸気口を基端側より漸
次拡開させ、拡開部にフィルタを設けたことにより、真
空引きの際に、被乾燥物まで吸引して、真空ポンプに悪
影響を与えてしまうおそれがない。

【００７１】請求項４記載の本発明では、異なる複数
の加熱媒体により乾燥ドラム内を加熱可能としたことに
より、乾燥能力を高めたり、ランニングコストを低減さ
せることができる。

【００７２】請求項５記載の本発明では、加熱媒体
を、水蒸気と加熱オイルとし、乾燥ドラムに設けた加熱
媒体流路を、水蒸気流路と加熱オイル流路とに区画形成
したことにより、例えば、通常はオイルで加熱するよう
にしておき、立ち上げ時の熱量不足の場合に蒸気で熱量
を補うことができ、立ち上げの際の熱効率を高めるとと
もに、ランニングコストを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る真空乾燥機を備えるプラントの側
面図である。

【図２】図２は同真空乾燥機の正面図である。

【図３】同平面図である。

【図４】同側面図である。

【図５】同真空乾燥機の乾燥ドラムの断面視による説明
図である。

【図６】同真空乾燥機の中空回転軸及び撹拌羽根の斜視
図である。

【図７】同中空回転軸及び撹拌羽根の断面視による説明
図である。

【図８】撹拌羽根の送り面を示す説明図である。

【図９】他の実施例に係る真空乾燥機の乾燥ドラムの説
明図である。

【符号の説明】

Ａ真空乾燥機ＦフィルタＲ加熱媒体流路２乾燥ドラム３撹拌装置４真空ポンプ（減圧装置） 20 内周壁 21 外周壁 30 中空部 31 中空回転軸 32 撹拌羽根

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】乾燥ドラム(2) と、同乾燥ドラム(2) 内に
配設した撹拌装置(3) と、前記乾燥ドラム(2) 内を減圧
する減圧装置とを具備する真空乾燥機において、前記乾燥ドラム(2) を、内周壁(20)と外周壁(21)との間
に加熱媒体流路(R) を設けた構成となすとともに、前記
撹拌装置(3) を、加熱媒体流路(R) となる中空部 (30)
を有する中空回転軸(31)に、前記中空部(30)と連通する
複数の撹拌羽根(32)を設けた構成とし、しかも、前記中
空回転軸(31)及び撹拌羽根(32)の表面を、フッ素樹脂加
工したことを特徴とする真空乾燥機。
【請求項２】乾燥ドラム(2) 内に、乾燥促進用エアを導
入可能としたことを特徴とする請求項１記載の真空乾燥
機。
【請求項３】減圧装置を真空ポンプ(4) とし、同真空ポ
ンプ(4) と連通連結する吸気口を乾燥ドラム(2) に設け
るとともに、同吸気口を基端側より漸次拡開させ、拡開
部にフィルタ(F) を設けたことを特徴とする請求項１又
は２に記載の真空乾燥機。
【請求項４】異なる複数の加熱媒体により乾燥ドラム
(2) 内を加熱可能としたことを特徴とする請求項１〜３
のいずれか１項に記載の真空乾燥機。
【請求項５】加熱媒体を、水蒸気と加熱オイルとし、乾
燥ドラム(2) に設けた加熱媒体流路(R)を、水蒸気流路
と加熱オイル流路とに区画形成したことを特徴とする請
求項１〜４のいずれか１項に記載の真空乾燥機。