JP2021529933A - 湿式マトリックス用の乾燥装置及び湿式マトリックスの相対的な乾燥方法 - Google Patents

Abstract

湿式マトリックス（８）の乾燥装置（６）は、湿式マトリックス（８）からの水の除去を促進するために、少なくとも１つの乾燥室（１２）において湿式マトリックス（８）に向けられる少なくとも１つの乾燥流を生成するのに適切な送気／吸引手段（２４）と、湿式マトリックス（８）を長手方向（Ｘ−Ｘ）に沿って運ぶコンベヤーベルト（３２）を備える、乾燥装置（６）内の湿式マトリックス（８）を搬送するための手段（２８）とを備える。有利には、乾燥装置（６）は、湿式マトリックス（８）から来る空気の湿気を凝縮するために、露点温度より低く冷却された少なくとも１つの熱交換器（８０）を備える。

Description

本発明は、湿式マトリックスを処理及び乾燥するための装置、並びに湿式マトリックスを処理及び乾燥する相対的な方法に関する。

第一に、本発明は、限定されないが、水分及び／又は他の揮発性混合物、並びに様々な性質の湿性若しくは湿気を減少するために、食品一般及び／又は様々な由来のスラッジの分野のような湿式材料又はマトリックスの処理並びに乾燥の技術分野における特定の用途を見出す。

知られているように、湿式マトリックスを乾燥させるために工業レベル及び職人レベルの両方で様々なシステムがある。世界レベルでは、脱水したいマトリックス内に存在する水を除去することができるプロセスを最適化することを目的としたシステムがある。マイクロ波システム（ＭＡＤ）、無線周波数乾燥機（ＲＦＤ）、又は赤外線乾燥機（ＩＲＤ）の使用を含む様々な技術が長年に亘って開発されてきた。最も費用効果が高く、堅固で、世界的に普及している方法は、水分が固体マトリックスから蒸発するのを待って温度が上昇する乾燥室である。ここ数十年で、熱風注入（ＡＤ）を伴う乾燥室の換気機能が単純な過熱に追加された。実際、換気の効果は、乾燥時間の短縮とその効率に大きく役立つことが示されている。換気は、主に乾燥機内の乾燥環境の作出に影響を与え、湿式マトリックスの蒸発に由来する湿気を除去し、この結果、蒸発自体を刺激する乾燥環境を作出する。

知られている熱風乾燥機は、従来、１つが熱、１つが電気である、２つのエネルギー供給源を有し、後者は乾燥室内の空気の移動のために使用される。乾燥装置を管理するコストを高くすることによって、システムに導入される空気の温度を上昇させるために必要なエネルギー（燃料又は電気）が大量に消費される。現在、動作コストは、湿式基質から抽出された水１トン当たり２０〜６０ユーロで変動し、この値は、処理される基質のタイプ及び使用される乾燥機の最適化、並びに発熱のために使用する燃料に従って変動する。これらの管理コストを克服するために、太陽放射又は再生可能エネルギー源のような代替の経済的エネルギー源の発見、及び過熱空気の流れを管理する効率を可能にする方法が研究されている。

空気の流れに関しては、それらは、乾燥中に湿式マトリックスから水を抽出する際に最大効率を達成するために、様々な機能を実行しなければならない。これらの要件は以下に列挙されることができる。
−乾燥プロセスを受ける製品全体の均一な処理を保証するための乾燥室内の換気の均一な分布
−急速な乾燥を支援するための乾燥している材料からの蒸気の迅速且つ効果的な除去
−可動部品（ファン）の電力消費量及び気団を加熱するためのエネルギー消費量の両方を減少するための可能な換気量の低下及び推進圧力の低下

そして、処理される湿式マトリックスのタイプに関連する特定の技術的な問題がある。

湿式マトリックス、特に生物由来のマトリックスは、それらの含水量に従って変動する密度及び物理的挙動を有する。一般に、放り込み可能な状態の湿式マトリックスは、８６％重量〜７０％重量の水分を有する。これらのマトリックスは、それらを構成する物理的及び化学的特徴に由来し、機械的手段によるそれらの管理及び処理を困難にする、凝集体を形成する傾向がある。この目的のために、一定の粒度分布及び作業台の全幅に亘る分布を維持し、オーブンのホッパー及び入口内に「ブリッジ」が形成されるのを防ぐという目標を達成するために、乾燥オーブン内の湿式マトリックスローディングシステムが必要である。

見出された別の問題は、乾燥工程中の湿式マトリックスの体積の減少である。水が湿式マトリックスから除去されると、それは、造粒凝集プロセス及び大幅な体積減少（初期体積の最大６０％）を受ける。この体積の減少は、乾燥機内のコンベヤーベルト内に空のスペースの形成につながり、乾燥プロセスの効率の損失（「有用な空気」の損失）を引き起こす。この損失は、プロセスが閉鎖回路空気乾燥機内で行われる場合により明白になり、この場合、限定されないがヒートポンプを通る、様々な温度の流体又は蒸気によってそれぞれ冷却又は加熱される熱交換器を通して、気団が冷却及び過熱される。この「有用な空気」の損失は、システム自体、特にヒートポンプの熱ドリフトを引き起こし、温度過上昇及び効率の低下を引き起こす。

湿式マトリックスの処理及び乾燥装置のエネルギー効率を改善するために、ヒートポンプシステムが導入された。

これらのヒートポンプシステムは、エネルギー消費を大幅に減少するが、処理される湿式マトリックスのタイプ／粒度分布、言い換えると、乾燥のための主な乾燥力が、導入された空気の温度ではなく、スラッジと空気の相対湿度との間の蒸気圧の差にある、熱交換器を使用することで得られることができる効率に非常に敏感である。実際、これらのシステムでは、効率はヒートポンプの使用に関連する全ての省エネルギーの利点を活用するために細かく制御されなければならない湿式マトリックスの破砕又は粒度分布の程度に強く関連する。従来技術の現在のヒートポンプシステムは、主な乾燥力が導入された空気の温度ではなく、スラッジと空気の相対湿度との間の蒸気圧差にある、ヒートポンプの使用によって得られることができる利点の十分な活用を可能にしない。

上記に照らして、従来技術の解決策は、低エネルギー消費を確実にする一方で、乾燥中に湿式マトリックスから水を抽出するのに効率的な乾燥装置の実装を可能にしないことは明らかである。

従って、乾燥室内で湿式材料を効果的且つ低コストで乾燥させることができる装置又はデバイスを提供する必要性が感じられる。これらの要件は、請求項１に記載の湿式マトリックス用の乾燥装置、及び請求項１７に記載の湿式マトリックスを乾燥する方法によって満たされる。

本発明の更なる特徴及び利点は、その好ましい非限定的な実施形態の以下の説明からより明確に現れるであろう。

本発明の実施形態による、乾燥装置用の湿式マトリックス又はスラッジを装填するためのシステムの斜視図である。 図１の矢印ＩＩの側からの図１のスラッジローディングシステムの側面図を示す。 図１の矢印ＩＩＩの側からの図１の乾燥装置のスラッジローディング装置の平面図を示す。 図１の矢印ＩＶの側からの図１の乾燥装置の湿式マトリックス（スラッジ）を装填するための装置の側面の部分断面図を示しています。 図１の矢印Ｖの側からの図１の乾燥装置の湿式マトリックス（スラッジ）を装填するための装置の側面図を示す。 本発明の実施形態による、図１の乾燥装置の湿式マトリックス（スラッジ）を装填するための装置の入力ローラーの一角度からの側面図を示す。 本発明の実施形態による、図１の乾燥装置の湿式マトリックス（スラッジ）を装填するための装置の入力ローラーの一角度からの側面図を示す。 本発明の可能な実施形態による、本発明の乾燥装置用の中間破砕システムの斜視図を示す。 本発明の可能な実施形態による、本発明の乾燥装置用の中間破砕システムの側面図を示す。 本発明の可能な実施形態による、本発明の乾燥装置用の中間破砕システムの側面図を示す。 本発明の実施形態による乾燥装置の内部部品の斜視図を示す。 本発明の実施形態による乾燥装置の内部部品の斜視図を示す。 以下に説明される実施形態に共通の要素又は要素の一部は、同じ参照番号によって参照される。 本発明の更なる実施形態による、乾燥装置用の湿式マトリックス又はスラッジを装填するためのシステムの斜視図を示す。 図１３に示される詳細ＸＩＶの拡大斜視図を示す。 図１４の詳細の一角度からの図を示す。 図１４の詳細の一角度からの図を示す。 図１４に示される拡大詳細ＸＶＩＩの斜視図を示す。 本発明に対する装置の動作の概略図を示す。

上記の図を参照すると、参照番号４は、本発明による湿式マトリックス８用の乾燥装置６の湿式マトリックス（スラッジ）を装填するための装置を全体的に示す。

本発明の保護の目的のために、処理される特定のタイプの湿式マトリックスは関係しないことに留意すべきである。例えば、この装置は、緩い湿式マトリックスにその主な用途を見出すが、材料の乾燥が必要な表面又は布のような接合された湿式材料にまた適用されてもよい。

湿式マトリックスは食品グレードであってもよい。

湿式マトリックス（スラッジ）８の乾燥装置６は、所定の乾燥度に従って乾燥される少なくとも１つの湿式マトリックス８を収容するのに適切な乾燥室１２を区切る容器本体１０を備える。所定の乾燥度によって、ユーザの必要性に応じて、湿式マトリックスが乾燥プロセスの最後に残留湿度を有してもよいことが意味される。この乾燥度は、以下によりよく説明されるように、装置の適切なパラメータに作用することによってユーザによって決定されてもよい。

乾燥室１２は、その中に吹き込まれた流体の熱流、好ましくは熱風を分散しないように適切な断熱材を有し、密閉されている。

容器本体１０、又はローディングホッパーは、乾燥される湿式マトリックス８を導入するための入口開口１６から、湿式マトリックスの乾燥装置の乾燥室に入る材料の層を画定するための出口開口２０まで延伸する。隔壁で構成されるこの出口開口２０は、湿式材料８との相乗効果で、乾燥室の内部を外部環境から隔離することができる。

乾燥装置６は、湿式マトリックス８から湿り及び／又は水を除去するために、乾燥室１２内の湿式マトリックス８上に空気のような乾燥流体の流れを生成して送るように適合された送気／吸引手段２４を備える。乾燥媒体としての空気の使用は確かに好ましく、何れの場合でも、気体状態で他の乾燥手段を使用することが可能である。

送気／吸引手段２４は、要求される流体の流量を作り出すために、例えばファン（示されていない）のような強制換気手段、及び例えば煙突（示されていない）のような自然換気を含んでもよい

本発明は、低温空気再循環を伴うベルト乾燥装置６の固有の特徴に特に有利であり、相乗的に関連し、主な乾燥力は、空気の湿度の蒸気圧の差によって与えられる。

特に、流体力学的及び熱力学的観点から、上記のように、乾燥装置６は、湿式マトリックス８から湿り及び／又は水を除去するために、乾燥室１２内の湿式マトリックス８上に空気のような乾燥流体の流れを生成して送るように適合された送気／吸引手段２４を備える。

可能な実施形態によれば、乾燥装置６は、湿式マトリックス８から来る空気の湿気を凝縮するために、露点温度より低く冷却された少なくとも１つの熱交換器８０を備える。

好ましくは、乾燥流は、再循環空気を最初に除湿し、次に過熱／乾燥するために、２つの熱交換器、すなわち、冷却交換器又は蒸発器要素８２及び過熱交換器又は凝縮器要素８４を通して再循環される。

熱交換器８２、８４は、単一のヒートポンプ８８に統合されてもよい。ヒートポンプ８８は、本発明においてその必要な用途を見出し、乾燥されている湿式マトリックス８に由来する空気の湿気を、冷却交換器８２を通して凝縮し、続いて、過熱交換器８４で同じ空気を加熱することを可能にする。

熱交換器８２、８４は、以下によりよく説明されるように、少なくとも１つのファン８６によって互いに直列に接続され、それは、互いに直列である熱交換器８２、８４を流れることができる空気の流れを作り出す。

湿気を凝縮し、同時に可能な汚染物質を凝縮する可能性によって、乾燥機６は同じ空気を再循環させ、乾燥機６自体の外側への排出を回避することができる。ヒートポンプ８８を通る閉鎖空気回路を伴う乾燥機６は、その性能を改善するために、ＣＯ２を好ましいが排他的ではない冷媒ガスとして見出し、他の冷媒ガスより高い空気過熱温度を確保する。

閉鎖空気循環を伴う湿式マトリックス８用の乾燥機６の製造における現在の革新は、処理時間が経過するにつれて乾燥機６の内部温度の上昇をもたらす「熱ドリフト」と呼ばれる問題に関わる。

この目的のために、冷却液の適切な回路及び過熱交換器８４の構築が必要である。本明細書では、過熱熱交換器８４は、冷却剤配送回路９２及び冷却剤戻り回路９４を備える直列の二重回路を有する。

冷却剤配送回路９２と冷却剤戻り回路９４との間に、更なる熱交換器、すなわち、乾燥機６から生じる過剰な熱を低下させるように適合された冷却熱交換器９６が好ましくは挿入される。

このような冷却熱交換器９６は、１つが冷却液であり、１つが冷液又は空気である、２つの流れを有する。

過熱熱交換器８４と冷却熱交換器９６との組み合わせによって、乾燥機６は一定の熱バランスに保持され、その中に存在する湿式マトリックス８を乾燥させるために最高の性能を得ることができる。言い換えれば、乾燥機６内の空気の閉鎖回路の存在は、必然的に、制御された熱分散（冷却熱交換器９６が挿入される）を要求する。

湿式マトリックス８に含まれる水を抽出するプロセスは、一実施形態によれば、ＣＯ２冷却剤の使用を提供してもよいヒートポンプ８８（１つ以上）の使用によって保証される。

特に、湿式マトリックス８を通過する／それに接触する空気の流れは、収集され、温度を上昇させ、相対湿度レベルを低下させる過熱交換器８４を通して空気を押し出すファン要素８６によって吸引される、空気を除湿及び冷却する冷却交換器８２に送られる。可能な実施形態によれば、乾燥室１２に搬送される空気の流れは、２つの別個の回路に分割され、一方、冷却剤回路は、唯一であり、２つの異なる領域で交差／重ね合わされた空気と湿式マトリックス８との間の交換効率のより優れた制御を可能にするために、２つの冷却交換器８２及び２つの過熱交換器８４（各空気回路に１つ）で並列に分割され、第１の空気回路は、コンベヤーベルト３２上の配置がホッパーローディングシステム１０によって与えられ、大量の水を含む、湿式マトリックス８の第１の部分に関わる流れを処理し、一方、第２の空気回路は、コンベヤーベルト３２上の配置が中間移動要素６４に起因する材料の転倒の結果であり、湿式マトリックス８の第１の部分より平均で低い水分を有する、湿式マトリックス８の第２の部分に関わる流れを処理する。空気回路は、その気密性と、空気回路内及び乾燥室内の空気のみの継続的な再循環とを確保するように作られる。

冷却交換器８２及び過熱交換器８４、並びに冷却熱交換器９６は、冷却剤側で、限定されないが、好ましくは温度自動膨張弁、受液器、熱回収ユニット、及び圧縮機を通して連絡するように設置される。

過熱交換器８４の冷却回路は、例えば、システムによって蓄積された熱の必要な処分を確実にするために中断されてもよく、熱力学的プロセスの全体的な効率について不利にする影響を最小化する。

可能な実施形態によれば、冷却交換器８２は、交換器８２自体の表面の間に閉じ込められたままである場合がある空気によって同伴される湿式マトリックスの固体残留物を除去することができる洗浄システム１００を備える。好ましくは、限定されないが、これは、冷却交換器８２の表面に付着された湿式マトリックス材料８の剥離を確実にするような圧力を有する水によって供給される一連のノズルからなる洗浄システム１００である。

乾燥装置６はまた、乾燥装置６内に湿式マトリックス８を搬送するための手段２８を備える。

例えば、搬送手段２８は、処理される湿式マトリックス８をその中に注ぐことができるホッパー３０と、湿式マトリックス８を長手方向Ｘ−Ｘに沿って運ぶ傾斜面３４に沿って配置されたコンベヤーベルト３２とを備える。

有利には、搬送手段２８は、コンベヤーベルト３２によって運ばれる湿式マトリックス８を遮断するように配置された少なくとも１つの入力ローラー３６を備える。

入力ローラー３６は、長手方向Ｘ−Ｘに垂直な横方向Ｔ−Ｔに沿って配置され、横方向Ｔ−Ｔに平行な回転軸Ｒ−Ｒを中心に回転する。

入力ローラー３６とコンベヤーベルト３２の傾斜面３４との間に、湿式マトリックス８の厚さで入口フィルタを構成するスリット４０が識別され、その厚さは、最大でそのスリット４０の高さに等しい。

従って、出口開口２０と相乗効果のあるそのスリット４０は、外側から空気を導入せず、受容しない閉鎖系を実装するために、湿式マトリックス８が乾燥装置６の外側から内側に空気を導入するためのキャップを構成するように成形される。

好ましくは、入力ローラー３６は、コンベヤーベルト３２の全幅に亘って湿式マトリックス８を分配し、スリット４０より大きい直径又は厚さを有する湿式マトリックスの凝集体８を破壊するように成形される。

一実施形態によれば、入力ローラー３６は、湿式マトリックス８の凝集体を粉砕するのに適切な湿式マトリックス８用の複数のふるい壁４４を有する中空ローラーである。

一実施形態によれば、入力ローラー３６は複数のバー４８を備え、複数のバー４８は、互いから離間され、且つ隣接し又は離間されたバー４８間の空洞５２を識別するように、一定のピッチで角度を付けて配置される。

バー４８は、湿式マトリックスのふるい壁４４として機能する。

好ましくは、そのバー４８は、入力ローラー３６の回転軸Ｒ−Ｒに平行である。

好ましくは、そのバー４８は、入力ローラー３６の回転軸Ｒ−Ｒに対して半径方向に配向される。

一実施形態によれば、そのバー４８は、処理される湿式マトリックスに接着する表面を有さず、同時に、乾燥装置６の出口開口２０に向かって移動する材料の量をよりよく管理することができるように、入力ローラー３６の回転軸Ｒ−Ｒに固定されたプレート又は支持体５６に固定される。

従って、支持体５６は、入力ローラー３６の構造を補強する機能を有し、湿式マトリックスの通過を促進するために、可能な限り薄い厚さ／サイズを有さなければならない。

好ましくは、中空入力ローラー３６は、湿式マトリックス８を運ぶコンベヤーベルト３２の前進方向に対して、回転軸Ｒ−Ｒを中心に逆回転する。このようにして、ローディング装置４への正しい導入に対する重力効果に起因して、過剰な湿式材料を後方に落下させる効果が得られる。

コンベヤーベルト３２は、コンベヤーベルト３２自体によって運ばれる湿式マトリックス８の滑りに対するブレード６０を備える。

ブレード６０はまた、コンベヤーベルト３２が平坦ではなく、水平面に対して２０°〜３０°の間の角度で傾斜しているので、重力の作用を弱めるのに役立つ。好ましくは、その角度は２４°に等しい。より一般的には、コンベヤーベルト３２は、水平面に対して、式：α＝θ×Ｌ／２（αは傾斜したコンベヤーベルト３２の角度であり、Ｌはコンベヤーベルト３２の幅であり、θは処理される湿式材料８に典型的な静止角度である）に従ってコンベヤーベルト３２の横幅に関連する角度で傾斜している。この後者は、知られている方法で、接着特性及び処理される湿式材料の静止摩擦係数に由来する。

一実施形態によれば、乾燥装置６は、乾燥工程において、材料の全塊、すなわち、湿式マトリックス８を遮断及び移動することができる、乾燥装置６の容器本体１０内に位置する中間傾斜システム６４を備える。

好ましくは、その中間破砕システム６４は、湿式材料８自体が再凝集する場合がある可能性を回避するために、湿式材料８が第１の表面乾燥工程を作り出すのに適切な場所に、乾燥装置６の容器本体内のコンベヤーベルト３２の全経路のほぼ中央に位置する。

実際、生物由来のスラッジは、乾燥工程中に様々な挙動を示す。科学的なレベルでは、生物材料は、乾燥中に、乾燥物質の２０重量％〜６０重量％の範囲の「粘着相」と呼ばれる遷移相を有することが示される。この工程では、材料は、内部では材料に、外部では接触面に付着する傾向がある、特に粘着性のある挙動を示す。６０％の濃度を超えると、内部付着力及びスラッジ材料内の表面への付着力が失われ、凝集体を破壊する傾向及び体積の大幅な減少をもたらす。

処理される材料の一連のテストを通じて、例えば５０℃〜７５℃の温度の除湿空気によってラップされたスラッジ凝集体が、凝集体内の全塊の乾燥を遅くする「クラスト」として定義できる非常に乾燥した表面層を形成することを観察することができる。従って、凝集体を、それらが最初の非接着性の外側「クラスト」を作り出した後に破壊し、このような凝集体を粉砕し、乾燥空気が内部を乾燥することを可能にするために、乾燥装置６内に特別に作られた中間移動システム６４を適切な場所に設置する必要がある。

この破砕移動システムが乾燥プロセスの開始時に設置された場合には、スラッジ又は湿式マトリックス８の再凝集が観察され、破砕システム自体の効果を打ち消す。代わりに、乾燥した粘着性のない表面の最初の形成によって、新しい凝集体の形成を回避することができる。

好ましくは、中間移動システム６４は、容器本体１０内で移動される材料の分散を回避するために、空気の流れによってラップされない乾燥装置６内の場所に位置する。この結果、中間移動システム６４の位置決め領域は、より微細な材料の分散を回避するために、好ましくは、乾燥空気の流入がないようにすべきである。

回転バー６８は、コンベヤーベルト３２の横寸法に等しい横幅を有する。

次に、本発明による乾燥装置の動作及び相対的な乾燥方法が説明される。

特に、湿式マトリックス８は、水平に対して適切な角度で傾斜しているコンベヤーベルト３２上に、ホッパー３０を通して導入される。

コンベヤーベルト３２は、傾斜面に沿って、スラッジとベルトとの間の「ブリッジ」又は滑りの形成を中止するために、ブレード６０を備える。前述のコンベヤーベルト３２の頂部の前に、コンベヤーベルト３２自体の前進とは反対の方向に電動化されて回転する入力ローラー３６が設置される。この入力ローラー３６は、同じ直径の少なくとも２つの円形プレート５６が係止されて固定されている中央バーからなる。このような円形プレート上で、回転バー６８は、好ましくは金属であるがこれに限定されず、円形プレート５６に垂直に、好ましくは入力ローラー３６の回転軸に対して半径方向に固定される。

この構造によって、入力ローラー３６は、湿式マトリックス８をより小さい断片に粉砕することができ、またそれをコンベヤーベルト３２の横幅に分配することができる。

同時に、入力ローラー３６は、回転バー６８と入力ローラー３６の回転軸との間に内部の空きスペースが作り出されるという事実によって、プロセスの目詰まりを防ぐことができる。スラッジ材料又は湿式マトリックス８を上方に輸送する上記のコンベヤーベルト３２と入力ローラー３６の逆方向回転との間の複合作用によって、コンベヤーベルト３２と入力ローラー３６との間に含まれる厚さのスラッジ又は湿式マトリックス８のみが、コンベヤーベルト３２によって決定される上昇を継続することができ、一方、入力ローラー３６／コンベヤーベルト３２の上記の距離より大きい粒子サイズを有する材料は、重力推力の下で後方に落下する。

２つの反対の力（コンベヤーベルト３２の上昇及び重力下降）の共同作用は、湿式マトリックスの渦巻く下方移動を特徴とする入力ローラー３６の直前の領域を作り出す。この移動は、スラッジ材料の外側への開口をもたらし、従って、コンベヤーベルト３２の横幅全体に亘って、その結果、乾燥室１２への入口において、湿式マトリックス８の分配をもたらす。従って、コンベヤーベルト３２の傾斜とその横幅との間には正確な関連がある。その分配に加えて材料の落下はまた、より大きいスラッジ凝集体の破壊をもたらす。この破壊は、入力ローラー３６自体の構造によって促進され、好ましくは形状が長方形のその回転バー６８で、凝集体の表面を破壊することができる。

入力ローラーは、偶発的に（動作環境では滅多にない）存在してスラッジと混合する、大きい固形物の存在に起因する構造の故障を防ぐために、意図的に内部を空けておく。空の部品がない場合には、このような固体物は、実際には、コンベヤーベルト３２と入力ローラー３６との間に適合することができる。

最後に、湿式スラッジ８の基本的に粘着性の性質を考慮すると、空の入力ローラー３６の特徴は、ローラー自体にスラッジ蓄積点がないことを可能にする。外部バーを伴う中実のシリンダーがあった場合には、短時間の動作で、回転バー６８の存在を打ち消す、スラッジ材料の層が作り出される。内面の欠如によって、スラッジ材料は回転バー６８上に最小限にしか蓄積されないが、何れの場合であっても、それは、過剰の湿式マトリックス８が入力ローラー３６の内側に、その結果（バー間の隙間によって）下にあるコンベヤーベルト３６に落ちるので、スラッジの実質的な層を作り出さない。

入力ローラー３６によって作られたふるいが通過すると、湿式マトリックスは、再びコンベヤーベルト３２によって、それが乾燥空気の流れの作用を受ける乾燥室１２内を進む。乾燥室１２に入る前のスラッジ８は、コンベヤーベルト３２と入力ローラー３６との間の距離に等しく、又はそれより僅かに低い高さの更なるスリット又は出口開口２０に遭遇する。このスリット又は出口２０は、そのサイズが与えられると、湿式マトリックス８を僅かに減速させ、従って、乾燥室１２内の外気の入口及び／又は出口へのプラグを形成することを可能にする。

好ましくは、本発明によれば、スラッジ又は湿式マトリックス８は、除湿工程並びにその後の過熱及び相対湿度の低下を伴う、５０〜７５℃の範囲の温度での空気再循環によって乾燥される。

特に、蒸発の主な乾燥力は、スラッジ又は湿式マトリックス８の蒸発温度ではなく、スラッジ又は湿式マトリックス８と空気の相対湿度との間の蒸気圧の差にあることが観察される。

例えば、空気循環及びその除湿は、湿式マトリックスから来る空気の湿気を凝縮するために、露点温度より低く冷却された熱交換器８２を通して行われる。

好ましくは、乾燥装置６内で同じ空気を再循環させる工程は、大気中に放出されないように、且つ乾燥装置の性能を均一に維持するように、閉鎖系を得るために提供される。

従って、乾燥装置６は、乾燥室内１２内の湿度の管理における不均衡及び効率の低下を回避するために、空気の外側への導入及び放出が完全にない。

乾燥室１２内の少なくとも部分的に乾燥された材料は、中間破砕システム６４の破砕作用を更に受ける。

実際、見られるように、生物由来のスラッジは、乾燥工程中に様々な挙動を示し、生物材料は、乾燥中に、乾燥物質の２０重量％〜６０重量％の範囲の「粘着相」と呼ばれる遷移相を有する。この工程では、材料は、内部では材料に、外部では接触面に付着する傾向がある、特に粘着性のある挙動を示す。６０％の濃度を超えると、内部付着力及びスラッジ材料内の表面への付着力が失われ、凝集体を破壊する傾向及び体積の大幅な減少をもたらす。

例えば５０℃〜７５℃の温度の除湿空気によってラップされたスラッジ凝集体が、凝集体内の全塊の乾燥を遅くする「クラスト」として定義できる非常に乾燥した表面層を形成する。従って、凝集体を、それらが最初の非接着性の外側「クラスト」を作り出した後に破壊し、このような凝集体を粉砕し、乾燥空気が内部を乾燥することを可能にするために、乾燥装置６内に特別に作られた中間粉砕システム６４を適切な場所に設置する必要がある。

説明から理解されることができるように、本発明は、先行技術の欠点を克服することを可能にする。

実際、本発明は、完全な乾燥を低コストで得ることを可能にする。

従って、本発明は、材料の「ブリッジ」を生成せず、同時に、コンベヤーベルトの全幅に亘って材料を均一に分配するように適切に設計された湿式マトリックスを乾燥するためのオーブン内のローディングシステムを提供する。

更に、本発明は、凝集体自体の新しい形成を受けないように、適切な位置で乾燥機内に設置された凝集体のサイズを均一にするために、乾燥される材料を粉砕するのに適切なシステムの実装にある。

このデバイスは、相対的な空気湿度の低下と空気自体の機械的作用とを組み合わせて、湿式材料からの湿りの除去を促進するために、乾燥オーブン内を循環する空気の凝縮及び過熱システムを有する。このデバイスはまた、気温の上昇とその結果としての相対湿度の低下に起因して湿りを凝縮するための冷却された表面及び過熱された表面を生成することができる１つ以上のヒートポンプ又は流体によって管理されたシステムからなる。

ヒートポンプの使用は、乾燥装置の入口及び内部の両方で湿式マトリックスを処理することによって最適化され、このようにして、乾燥のエネルギー性能が、空気の相対湿度の低下と空気自体の機械的作用とを組み合わせて、湿式材料の湿気の除去を促進するように最大化される。

当業者は、特定の付随的な必要性を満たすために、上記の乾燥装置及び乾燥方法に対して幾つかの変更及び調整を行ってもよく、これらは全て、添付の特許請求の範囲において画定される保護の範囲内にある。

Claims (21)

1. 湿式マトリックス（８）の乾燥装置（６）であって、
   前記湿式マトリックス（８）からの水の除去を促進するために、少なくとも１つの乾燥室において前記湿式マトリックス（８）に向けられる少なくとも１つの乾燥流を生成するのに適切な送気／吸引手段（２４）と、
   前記湿式マトリックス（８）を長手方向（Ｘ−Ｘ）に沿って輸送するコンベヤーベルト（３２）を備える、前記乾燥装置（６）内の前記湿式マトリックス（８）を搬送する手段（２８）と
   を備え、
   前記湿式マトリックス（８）から来る空気の湿気を凝縮するために、露点温度より低く冷却された少なくとも１つの熱交換器（８０）を備える乾燥装置（６）。
2. 前記乾燥流は、再循環空気を最初に除湿し、次に過熱／乾燥するために、１つが冷却熱交換器（８２）及び１つが過熱熱交換器（８４）である、２つの熱交換器（８０）を通して再循環される、請求項１に記載の乾燥装置（６）。
3. 前記熱交換器（８０、８２、８４）は、前記冷却熱交換器（８２）を通して、乾燥されている前記湿式マトリックス（８）に由来する空気の湿気を凝縮し、次に、前記過熱交換器（８４）で同じ空気を過熱するために、同じヒートポンプ（８８）に統合されている、請求項２に記載の乾燥装置（６）。
4. 前記熱交換器（８２、８４）は、互いに直列である前記熱交換器（８２、８４）を流れることができる空気の流れを作り出す少なくとも１つのファン（８６）によって互いに直列に接続されている、請求項２又は３に記載の乾燥装置（６）。
5. 前記乾燥装置（６）が、前記ヒートポンプ（８８）及び前記熱交換器（８０、８２、８４）を通る閉鎖空気回路を備える、請求項２〜４の何れか一項に記載の乾燥装置（６）。
6. 前記空気回路は、その気密性と、その中及び前記乾燥室（１２）内の空気のみの継続的な再循環を確保するように作られている、請求項２〜５の何れか一項に記載の乾燥装置（６）。
7. 前記過熱熱交換器（８４）は、冷却剤配送回路（９２）及び冷却剤戻り回路（９４）を備える直列の二重回路を有する、請求項２〜６の何れか一項に記載の乾燥装置（６）。
8. 前記冷却剤配送回路（９２）と前記冷却剤戻り回路（９４）との間に、前記乾燥装置（６）に由来する過剰な熱を低下させ、前記過熱熱交換器（８４）内の熱衝撃を防ぐのに適切な冷却熱交換器（９６）が挿入されている、請求項７に記載の乾燥装置（６）。
9. 前記冷却熱交換器（９６）は、１つが冷却液であり、１つが冷液又は空気である、２つの流れを有する、請求項８に記載の乾燥装置（６）。
10. 前記乾燥室（１２）に搬送される空気の流れは、２つの別個の回路に分割され、一方、一方、冷却剤回路は、唯一であり、２つの冷却熱交換器（８２）及び２つの過熱熱交換器（８４）で並列に分割されている、請求項２〜９の何れか一項に記載の乾燥装置（６）。
11. 前記冷却熱交換器（８２）は、空気によって運ばれる湿式マトリックスの固体残留物を除去するのに適切な洗浄システム（１００）を備える、請求項２〜１０の何れか一項に記載の乾燥装置（６）。
12. 前記洗浄システム（１００）は、前記冷却熱交換器（８２）の表面に付着された湿式マトリックス材料（８）の剥離を保証するような圧力を有する水によって供給される複数のノズルを備える、請求項１１に記載の乾燥装置（６）。
13. 前記搬送手段（２８）は、前記コンベヤーベルト（３２）によって搬送される前記湿式マトリックス（８）を遮断するように配置された少なくとも１つの入力ローラー（３６）を備え、前記入力ローラー（３６）は、前記長手方向（Ｘ−Ｘ）に垂直な横方向（Ｔ−Ｔ）に沿って配置され、スリット（４０）が、前記入力ローラー（３６）とコンベヤーベルト（３２）との間に識別され、前記湿式マトリックス（８）の厚さで入口フィルタを構成し、前記厚さは、最大で前記スリット（４０）の高さに等しい、請求項１〜１２の何れか一項に記載の乾燥装置（６）。
14. 前記スリット（４０）は、前記湿式マトリックス（８）が外側から前記乾燥装置（６）の中への空気の流入に対する障害物を構成するように成形されている、請求項１３に記載の乾燥装置（６）。
15. 前記コンベヤーベルト（３２）は、水平面に対して２０°〜３０°の角度で傾斜している、請求項１〜１４の何れか一項に記載の乾燥装置（６）。
16. 前記コンベヤーベルト（３２）は、水平面に対して、前記コンベヤーベルト（３２）の横幅に関連し、且つ式：α＝θ×Ｌ／２に従って処理される湿式材料（８）の物理的特性に関連する角度で傾斜し、αは傾斜した前記コンベヤーベルト（３２）の傾斜角に等しく、Ｌは前記コンベヤーベルト（３２）の幅に等しく、θは処理される湿式材料に典型的な静止角度に等しい、請求項１〜１５の何れか一項に記載の乾燥装置（６）。
17. 請求項１〜１６の何れか一項に記載の乾燥装置（６）内に少なくとも１つの湿式マトリックス（８）を搬送する工程を含む、湿式マトリックス（８）の乾燥方法。
18. 主な乾燥力が、流入空気の温度ではなく、前記湿式マトリックス（８）と空気の相対湿度との間の蒸気圧の差にある、請求項１７に記載の乾燥方法。
19. 空気循環及びその除湿が、前記湿式マトリックス（８）から来る空気の湿気を凝縮するために、露点温度より低く冷却された熱交換器（８０）を通して行われる、請求項１７又は１８に記載の乾燥方法。
20. 乾燥空気の相対湿度を可能な限り減少し、前記湿式マトリックス（８）自体の乾燥を熱的に促進するために、５０℃〜７５℃の範囲の温度で前記乾燥装置（６）に空気を導入する工程が提供される、請求項１７〜１９の何れか一項に記載の乾燥方法。
21. 大気中に放出されないように、且つ前記乾燥装置（６）の性能を均一に維持するように、閉鎖系を得るために、前記乾燥装置（６）内で同じ空気を再循環させる工程が提供される、請求項１７〜２０の何れか一項に記載の乾燥方法。

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