JP3529783B2 - 脱水粒子状材料の製造装置及びその製造方法 - Google Patents

脱水粒子状材料の製造装置及びその製造方法

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JP3529783B2 JP51113495A JP51113495A JP3529783B2 JP 3529783 B2 JP3529783 B2 JP 3529783B2 JP 51113495 A JP51113495 A JP 51113495A JP 51113495 A JP51113495 A JP 51113495A JP 3529783 B2 JP3529783 B2 JP 3529783B2
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    • F26B17/20—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by rotating helical blades or other rotary conveyors which may be heated moving materials in stationary chambers, e.g. troughs the axis of rotation being horizontal or slightly inclined
    • F26B17/205—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by rotating helical blades or other rotary conveyors which may be heated moving materials in stationary chambers, e.g. troughs the axis of rotation being horizontal or slightly inclined with multiple chambers, e.g. troughs, in superimposed arrangement

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、脱水粒子状材料の製造装置及び製造方法に
関する。本発明は、有毒なスラリ、食肉処理プラントか
ら排出される有機残査等、廃棄材料から水分、悪臭を除
去し、上記廃棄材料を滅菌させるために処理する処理工
程に効果的に使用できるものである。
本明細書では、“粒子状材料”とは、広い意味合いで
用いるものとし、実質的に水に対して不溶の材料（例え
ば、泥、スラリ、等）の水を含んだ混合物や、水を含有
する個々の粒子からなる凝集物等を含有する、大量に形
成される粒子を回収することまで含むことを意図してい
る。用語“脱水”とは、所定の材料から水分を著しく減
少させることを意味するものであって、上記材料から完
全に水分を除去することまで必要とするものではない。
発明の開示 本明細書で例示し、かつ説明するように、本発明は、
粒子状材料から脱水する装置を提供するものである。上
記装置は、 脱水すべき粒子状材料を受け取るための入り口端と、
脱水された上記粒子状材料を排出するための排出端とを
有するチャネルであって、このチャネルは、その内部に
空気流を通して、上記粒子状材料から放出される水蒸気
を回収し、かつ輸送するための通路を形成しているチャ
ネルと、 上記チャネルに回転可能に取り付けられたスクリュー
コンベアであって、上記スクリューコンベアは、 ａ） 上記チャネルに沿って上記粒子状材料を上記入り
口端から上記排出端へと移動させ、 ｂ） 上記粒子状材料を攪拌して、粒子の互いの相対的
配置を乱し、水蒸気の放出を向上させるための手段を有
しているスクリューコンベアと、 上記チャネルと熱交換するダクトであって、このダク
トは、上記チャネル内の上記粒子状材料に熱エネルギを
伝達するための加熱ガスを輸送して、上記粒子状材料か
ら水蒸気を放出させるとともに、上記通路内と上記ダク
ト内でガスとの接触を避けるべく、少なくとも上記チャ
ネルの実質的なセグメントにおいて、その実質的なセグ
メントにわたって、上記チャネルと実質的に別々とされ
ているダクトと、 上記ダクトと上記チャネルとの間で流路を形成し、流
路内部を流れるガス媒体を昇温させるためのチャンバで
あって、上記通路から排出される空気と水蒸気との混合
物が加熱されて、上記チャネル内の粒子状材料に熱を移
動できるように、上記ダクトに供給されるようになって
いる加熱チャンバとを有している。
最も好適な実施例では、上記装置によって上記粒子状
材料は、互いに垂直にオフセットし、かつ、水平に配設
された複数のセグメントを有する曲がりくねった通路に
沿って輸送される。各セグメントは、少なくとも一つの
スクリューコンベアを有しており、このスクリューコン
ベアは、上記粒子状材料を上記セグメントの一端から他
端へと輸送するようになっている。上記粒子状材料が、
所定のセグメントの端部に達すると、より低い位置に配
置された上記通路における次のセグメントへと重力によ
って落下する。上記曲がりくねった通路の複数のセグメ
ントの間にバッフルを配置することで、ガス状媒体を導
入するための２つの通路が形成されている。第一の通路
は、放出される水と有毒な蒸気とを回収するために上記
曲がりくねった通路に沿っていて、脱水される上記粒子
状材料に接している。より具体的には、ファンにより、
空気流が発生されていて、この空気流は、上記粒子状材
料の運動方向とは反対の方向に流されており、上記粒子
状材料から放出される水蒸気と有毒な蒸気とを回収する
ようになっている。上記第一の通路の端部では、上記粒
子状材料から放出された上記ガスは、できるだけ上記有
毒ガスを減少させるために、少なくとも750℃へと昇温
させた加熱チャンバを通過するようになっている。加熱
され、比較的清浄とされたガスは、その後、上記粒子状
材料の温度を上昇させ、かつ、水蒸気と有毒蒸気とを放
出させるために、上記曲がりくねった通路に続く第二の
通路に流される。上記第一と上記第二の通路の配置は、
上記加熱チャンバから加熱されたガス媒体と上記粒子状
材料から放出され、上記加熱チャンバに向けて導入され
るガスとが互いに混合してしまわないようになってい
る。この配置は、比較的清浄とされたガスが有毒蒸気に
よって汚染されてしまうのを防止することを目的として
いる。
本明細書で例示され、かつ、詳細に説明するように、
本発明は、また、粒子状材料を脱水するための方法を提
供するものであり、上記方法は、 上記粒子状材料から放出された水蒸気を回収し、か
つ、輸送するため、空気流を通過させる通路をその内部
に画成したチャネルに脱水すべき粒子状材料を充填する
ステップと、 上記粒子状材料からの蒸気放出を向上させるために、
上記粒子状材料を攪拌しながら上記チャネルに沿って前
進させるステップと、 上記粒子状材料から放出される空気と水蒸気との混合
物を含有し、かつ、上記通路から排出されるガスを加熱
するステップと、 上記チャネルに上記加熱ガスが接触するように通じ
て、上記通路内で上記加熱ガスと気体媒体とが混合しな
いように、上記粒子状材料に熱エネルギを移動させるス
テップと、を有している。
本明細書で例示し、かつ説明するように、本発明は、
また、有毒な粒子状材料から脱水する装置を提供するも
のである。上記装置は、 脱水すべき粒子状材料を受け取るための入り口端と、
脱水された上記有毒粒子状材料を排出するための排出端
とを有するチャネルであって、このチャネルは、その内
部に空気流を通して、上記粒子状材料から放出される水
蒸気と有毒蒸気とを回収し、かつ、輸送するための通路
を形成しているチャネルと、 上記チャネルに回転可能に取り付けられたスクリュー
コンベアであって、上記スクリューコンベアは、 ａ） 上記チャネルに沿って上記有毒粒子状材料を上記
入り口端から上記排出端へと移動させ、 ｂ） 上記有毒粒子状材料を攪拌して、粒子の互いに相
対的配置を乱して有毒蒸気の放出を向上させるための手
段とを有しているスクリューコンベアと、 上記通路の排出オリフィスと連通した加熱チャンバで
あって、上記有毒粒子状材料から放出される有毒ガスを
清浄化させるため、上記通路から送り込まれるガスを加
熱する加熱チャンバと、 ガス媒体を排出するための上記加熱チャンバと連通し
たダクトであって、このダクトは、上記チャネル内の上
記粒子状材料に熱エネルギを伝達するため上記チャネル
と熱交換して、上記粒子状材料から水蒸気を放出させ、
かつ、このダクトは、上記加熱チャンバから排出された
上記ガス媒体が上記粒子状材料から放出された有毒蒸気
で汚染されないように、実質的に上記チャネルから分離
されているダクトとを有している。
図面の簡単な説明 図１は、本発明の装置の概略的な立面図を示したもの
である。
図２は、上記粒子状材料が脱水化される上記装置内に
ある上記曲がりくねった通路の単一の段を構成する溝列
の透視図を示したものであり、上記溝は、それらの入り
口端側から図示されている。
図３は、図２に示す溝列の透視図であり、上記溝は、
それらの排出端側から図示されている。
図４は、溝に沿って粒子状材料を輸送するためのスク
リューコンベアの平面図を示したものである。
図５は、上記溝列と、複数の上記スクリューコンベア
の配置を示す略図である。
発明の好適な実施態様 本発明は、上記処理中に発生する有毒蒸気を清浄化す
る能力を有し、かつ、水分を含んだ有毒廃棄物の処理に
好適な粒子状材料の脱水装置を提供するものである。
上記した添付の図１は、上記装置を示すが、その全体
を符号10で示してある。この装置は、好適な材料で製造
されたケーシング12を有している。上記ケーシング12
は、耐腐食性と言った特性から、ステンレススチールで
あることが好ましい。上記ケーシング12は、３つの区画
に分けられており、上記装置において別々の機能を果た
すようになっている。中央部の最大の区画14は、主処理
領域であり、そこを通過して、上記粒子状材料は、曲が
りくねった通路に沿って進行し、その内部に含有されて
いる上記した水蒸気と有毒な蒸気とを放出させるために
加熱される。上記処理領域14の右側には、制御区画16が
形成されており、その内部には、上記装置10の種々のデ
バイスや電気的制御装置が収容されている。上記主処理
領域14の反対側には、バーナユニット18が配設されてお
り、上記粒子状材料から放出された上記有毒蒸気が清浄
化されて、その後大気中に排出されるようになってい
る。
上記主処理領域14は、７段の溝列を有しており、これ
らは、互いに重なり合って上記粒子状材料が上記装置を
通して脱水できるように、上記粒子状材料を輸送するた
めの曲がりくねった通路を画成するようになっている。
上記溝列の全体構造は、符号20によって示されており、
図２と図３とに最も良好に示されている。複数の溝列は
それぞれ、８つの上側が開放された溝22を有しており、
これらは、同一平面上に互いに平行に配列されている。
各溝22は、雨樋状の丸形部分を有しており、これらは、
上記溝の排出端26から、入り口端28に向かって径が増加
するようになった、その軸方向の先端が切り取られたシ
リンダ形状とされている。この配置は、上記粒子状材料
が、細い方へと進行して行くことで、水分の蒸発による
上記材料の体積減少を補うようにその通路を形成するこ
とを目的としている。
複数の各溝22は、上記雨樋状の丸い突起に対応した形
状の、延びたコンベアスクリュー30を収容するようにな
っている。その特徴として、上記スクリューコンベア
は、上記溝の入り口端にちょうど収容される大径端31
と、上記溝の排出端26にちょうど収容されるようになっ
ている小径端34とを有していることを挙げることができ
る。上記各端部32と34の間の直径は、連続的に減少して
行くようになっている。
上記コンベアスクリュー30は、２つの目的を有してい
る。第一には、上記コンベアスクリューは、その対応す
る溝22で処理される上記粒子状材料を輸送する。第二
に、上記スクリューコンベアは、上記材料内に、表面に
ある粒子を上記材料内部深くにまで連続的に送り込むよ
う上記粒子材料を攪拌し、かつ、かき回すようにするこ
とである。この結果、水蒸気と有毒蒸気の放出は、より
効率的に行われることとなる。
図１と図５とに最も良好に示されているが、上記溝列
20は、それぞれ８つのスクリューコンベア30を収容して
おり、かつ、これらが重ね合わせられるように配設され
ている。上記すべての溝列20は、底部溝列20を除き同一
の寸法を有しているが、その底部列20は、上記粒子状材
料の冷却が十分に行われるように十分な滞留時間を与え
るべく、幾分長くされている。上記底部溝列20の上記ス
クリューコンベア30は、その溝列に対応した長さとされ
ている 溝列20は、上記溝列20とともに空気通路34を画成する
ために複数のバッフルセット32（それぞれのセットは、
３つのバッフル32a、32b、32cを有しており、これが図
１の破線で示されている）によって互いに連結されてい
る。この空気通路34は、上記脱水粒子材料が排出される
部分である上記主処理領域の排出端36から、上記処理さ
れる上記粒子状材料が供給される入り口端38まで延びて
いる。上記排出端36の近くに、ブロワ40が取り付けられ
ており、このブロワは、周囲の空気を送り込んで、内部
の上記粒子状材料が運動する方向とは反対の方向に上記
通路38を通して流すようにしている。上記通路34内に形
成される上記空気流は、処理される上記粒子材料から放
出される水蒸気と有毒蒸気と合流する。回収された上記
ガス状媒体は、複数のガスバーナ44によって少なくとも
750℃に加熱された清浄化チャンバ42へと導入される。
この温度においては、上記粒子状材料から放出された有
毒蒸気のほとんどが清浄化される。このようにして得ら
れたガスは、実質的に清浄である。上記複数のカスバー
ナ44は、通常のものを使用することができる。それら
は、個別にブロワを有していて、上記清浄化チャンバ42
内での高速の燃焼プロセスに対応するよう燃料を供給し
ている。燃料流を増加すると、上記清浄化チャンバ42を
流れる上記ガス状媒体の温度が上昇し、かつ、上記ガス
状媒質を付勢してその速度を増加させるようになってい
る。
上記清浄化チャンバ42から排出される清浄化ガスは、
導管46を通して通過して行き、上記溝列20と複数の上記
バッフルセット32とによって画成される曲がりくねった
通路を流れるように、上記主処理領域に戻される。上記
清浄化チャンバ42から排出される上記加熱気体の通路
は、矢印48によって示されている。加熱気体の上記流れ
は、上記粒子状材料を加熱し、水蒸気と有毒蒸気とを放
出させるために、上記粒子状材料の進行する通路に沿っ
て流されるようになっていることが好ましい。ただし、
上記主処理領域の上記複数のバッフルは、上記二種のガ
スが、互いに別々に流れ、上記粒子状材料から放出され
た有毒蒸気によって汚染されないようにしている。上記
清浄化されたガスは、上記主プロセッシング領域から排
出ポート50を通して大気中に排出される。
上記制御領域60には、工業的な電気的制御装置が配設
されていて、上記装置10の種々の要素の操作を規制して
いる。より具体的には、上記制御装置は、上記各スクリ
ューコンベア30の回転速度とともに、上記清浄化チャン
バ42の温度を制御している。この際、上記それぞれのス
クリューコンベア30は、それぞれ別々のモータ52で駆動
されている。
上記装置10は下記のようにして運転されている。処理
すべき廃棄材料を上記主処理領域に投入する前に、上記
ガスバーナ44に点火して、上記した所望の温度に上記清
浄化チャンバ42が達するようにしておく。処理すべき上
記廃棄物は、フィードホッパ54によって、最上部の複数
の溝列22に投入される。上記スクリューコンベア30は、
それぞれの溝22の内部で回転していて、上記材料を攪拌
しつつ、上記溝列の排出端26に向けて進行させる。上記
粒子状材料は、上記溝列の端部26に達すると、第二の曲
がりくねった通路段へと重力によって落下して、上記第
二の溝列上で水平方向へと移動されて行く。上記粒子状
材料のこの運動は、上記材料が上記排出端36へと達する
まで続けられる。上記主処理チャンバ14内の上記粒子状
材料の運動の間に、上記ファン40によって発生した空気
流が、上記粒子状材料の運動方向と逆の方向に向かって
通路34内を流れて行く。上記空気流は、上記粒子状材料
から放出された有毒蒸気と水蒸気と混合されて、内部が
加熱されている清浄化チャンバ42へと流れて行く。
上記通路34の入り口には、上記脱水材料が排出される
排出部36の近くに上記ファン40が位置決めされているこ
とが好ましい。この様に配設することによって、放出さ
れる全有毒蒸気が逆流するのを防止するべく、上記装置
10から排出されるまで上記粒子状材料に加えられる圧力
を常に負圧へと維持することができる。上記通路34内で
空気を対向させて流すことで、上記粒子状材料の冷却サ
イクルとなっている最下部の溝列上に配設された上記粒
子状材料を、所望のように効果的に冷却することができ
る。
上記装置10の運転中には、上記粒子状材料を連続的に
速度を下げるようにして上記曲がりくねった通路を通す
ようにすることが好ましい。このことで上記高温領域で
の上記材料の滞留時間を増加させることができるととも
に、水分除去の速度が上昇する。この点についてさらに
述べれば、上記粒子状材料の上記移動速度を低下させる
ことが可能となり、また、上記装置の入り口端でオーバ
ーフローと言ったことも発生することがない。これは、
上記曲がりくねった通路に沿って上記材料が進んで行く
につれて、水が徐々に除去されるためである。上記材料
の速度低下による効果としては、滞留時間を増加させる
ことができることにあり、このことによって水蒸気と有
毒蒸気とを、より完全に除去することができることにな
ることを挙げることができる。上記主処理領域の上記種
々の領域において、上記材料の速度を減少させるために
は、上記スクリューの上記モータ52を第一の水準からよ
り低速度の水準へと連続的に減少させるように回転させ
ればよい。
本発明による上記装置の最も重要な利点としては、中
断させることなしに、連続的に運転を行う能力を挙げる
ことができる。上記装置は、上記ホッパ54に上記廃棄物
を計量する自動的供給機に対して適合させることができ
るとともに、コンベア又はその他のタイプの材料輸送シ
ステムにより、上記排出部36から上記脱水された廃棄物
を排出することが可能である。所望に応じて、排出部50
から排出される上記蒸気は、より完全に汚染物質を取り
除くために、さらにフィルタ処理を施しても良い。
上記した本発明の好適な実施例は、本発明を限定する
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更を
加えることが可能である。本発明の範囲及びその均等な
範囲については、添付の請求項に記載する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−114069（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−208300（ＪＰ，Ａ) 特公 昭50−37417（ＪＰ，Ｂ１) 特表 平５−504505（ＪＰ，Ａ) 米国特許4361100（ＵＳ，Ａ) 米国特許5220733（ＵＳ，Ａ) 仏国特許出願公開319417（ＦＲ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F26B 17/20 F26B 21/00 F26B 23/02

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】粒子状材料を脱水する装置（10）であっ
    て、 ａ）脱水すべき粒子状材料を受け取るための入り口端
    （38）と、脱水された前記粒子状材料を排出するための
    排出端（36）とを有するチャネル（22）であって、前記
    粒子状材料から放出される水蒸気を回収するとともに輸
    送するための通路（34）を同時に構成しているチャネル
    （22）と、 ｂ）前記チャネル（22）に回転可能に取り付けられたス
    クリューコンベア（30）であって、 （ｉ）前記チャネル（22）に沿って前記粒子状材料を前
    記入り口端（38）から前記排出端（36）へと移動させ、 （ii）前記粒子状材料を攪拌して、粒子の互いの相対的
    配置を乱して水蒸気の放出を向上させるための手段を有
    しているスクリューコンベア（30）と、 ｃ）前記チャネル（22）と熱交換するダクト（46）であ
    って、前記チャネル内の前記粒子状材料に熱エネルギを
    伝達するための加熱ガスを輸送して、前記粒子状材料か
    ら水蒸気を放出させるとともに、該ダクト（46）により
    輸送される加熱ガスと前記通路により輸送される水蒸気
    との接触を避けるべく、前記チャネル（22）から実質的
    に遮断されているダクト（46）と、 ｄ）前記ダクト（46）と前記チャネル（22）との間で流
    路を形成する加熱チャンバ（42）であって、ガス媒体を
    少なくとも750℃の温度まで加熱する手段を有し、これ
    により、前記通路（34）に出た水蒸気が該加熱チャンバ
    に供給されて加熱され、前記チャネル（22）内の粒子状
    材料に熱を移動するために前記ダクト（46）へ供給され
    る加熱ガスが生成されるようになっており、さらに、該
    加熱チャンバは、粒子状材料から放出され得る有毒蒸気
    を燃やす手段を構成している加熱チャンバ（42）と、 ｅ）前記通路（34）内に回収された水蒸気を前記加熱チ
    ャンバ（42）へ向けて案内するように前記通路内にガス
    流を生成するためのファン（40）と、 を備えてなる粒子状材料を脱水する装置（10）におい
    て、 ｆ）前記通路（34）は、前記排出端（36）に隣接した入
    り口オリフィスを有し、 ｇ）前記ファン（40）は、前記通路（34）内に空気流を
    発生させるために前記オリフィスから前記通路（34）内
    へ空気を循環させるように配置され、この空気流は、前
    記チャネル（22）内の前記粒子状材料の運動方向と反対
    方向に流れ、 ｈ）前記加熱チャンバ（42）は、前記ダクト（46）およ
    び前記チャネル（22）に直接連通しており、これによ
    り、前記通路（34）に出た水蒸気が該加熱チャンバ（4
    2）に直接的に供給され、かつ生成された加熱ガスがダ
    クト（46）に直接的に供給される、 ことを特徴とする粒子状材料を脱水する装置。
  2. 【請求項２】前記チャネル（22）は、曲がりくねった通
    路を形成する複数の段（20）を有し、前記スクリューコ
    ンベア（30）は、前記曲がりくねった通路の前記段（2
    0）のそれぞれに回転可能に取り付けられたスクリュー
    を有していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】前記曲がりくねった通路の前記段（20）
    は、略水平に延びるとともに、互いに垂直にオフセット
    しており、粒子状材料は、所定の段の排出部（34）から
    前記通路内で連続した段の入り口部（31）へと重力によ
    って移動するようになっていることを特徴とする請求項
    ２に記載の装置。
  4. 【請求項４】前記通路のそれぞれの段は、同じ面内に延
    びた略平行な複数の溝（22）を有しており、かつ、それ
    ぞれの溝は、粒子状材料を輸送するスクリュー（30）を
    有していることを特徴とする請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】前記スクリュー（30）の各々は、対応する
    溝（22）内の粒子状材料の運動方向に沿って連続的に径
    が減少するようになっていることを特徴とする請求項４
    に記載の装置。
  6. 【請求項６】前記通路内での前記粒子状材料の移動速度
    を低減させるように、ある段のスクリュー（30）を、そ
    の上流側の段のスクリュー（30）よりも低い回転速度で
    もって駆動する駆動手段（16,52）を有していることを
    特徴とする請求項４に記載の装置。
  7. 【請求項７】前記加熱手段（44）は、電気的な加熱装置
    と燃料バーナとからなる群から選択されることを特徴と
    する請求項４に記載の装置。
  8. 【請求項８】前記加熱手段（44）は、前記加熱チャンバ
    （42）の内部を昇温させるために該加熱チャンバ（42）
    内に配置された少なくとも一つの燃料バーナ（44）を有
    しており、かつ、この燃料バーナ（44）は、前記加熱チ
    ャンバ内へ燃焼ガスを送るブロワを有し、このブロワに
    より、前記加熱チャンバを通過する空気と水蒸気との混
    合物を付勢するようになっていることを特徴とする請求
    項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】粒子状材料を脱水する方法であって、 ａ）前記粒子状材料から放出された水蒸気を回収し、か
    つ、輸送するための通路（34）を構成するチャネル（2
    2）に、脱水すべき粒子状材料を充填するステップと、 ｂ）前記粒子状材料からの蒸気放出を向上させるため
    に、前記粒子状材料を攪拌しながら前記チャネル（22）
    に沿って前進させるステップと、 ｃ）前記通路（34）内に回収された水蒸気を加熱チャン
    バ（42）に供給するステップと、 ｄ）加熱ガスを生成するために、前記加熱チャンバ（4
    2）内に供給された水蒸気を、該加熱チャンバ内で少な
    くとも750℃の温度にまで加熱するステップと、 ｅ）前記チャネル（22）に前記加熱ガスが接触するよう
    に通し、前記通路（34）内で前記加熱ガスが水蒸気と混
    合することなく、前記粒子状材料に熱エネルギを移動さ
    せるステップと、 を有している粒子状材料を脱水する方法において、 ｆ）前記粒子状材料の運動方向と反対方向へ空気流を発
    生させ、この空気流が、前記通路（34）内で放出された
    水蒸気を前記加熱チャンバ（42）へ向けて輸送し、前記
    通路（34）内で回収された水蒸気を加熱チャンバ（42）
    へ直接的に供給するようにしたステップ、 をさらに備えていることを特徴とする粒子状材料を脱水
    する方法。
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