JP2005325156A5

JP2005325156A5 -

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Publication number: JP2005325156A5
Application number: JP2004142096A
Authority: JP
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2024-05-12

Description

過熱蒸気を利用した加熱処理装置

本発明は、常圧（大気圧）下で過熱蒸気を熱源として、例えば、木材、竹材を乾留して炭化物を製造するとともに、この製造工程において木酢液、竹酢液を得たり、可燃性廃棄物の加熱処理、生ゴミの乾燥処理、食品の加熱調理、冷凍食品の解凍処理、食品をはじめとする各種製品の滅菌、殺菌処理を行う処理装置に関するものである。

従来の過熱蒸気を利用した加熱処理装置には、例えば、過熱水蒸気発生手段と、密閉し得る乾留窯と、木材又は竹材からなる原料を収納する通気性を有する容器と、前記容器中の原料に対して過熱水蒸気を噴射する噴射ノズルと、前記乾留窯より発生した熱分解生成物を含むガスから乾留酢液を回収する冷却回収手段と、内部のガスを排出するための煙突とを有するものがある。そして、過熱水蒸気を噴射されることにより木材又は竹材から発生したガスは、乾留窯内に閉じ込められた状態で、有効な熱分解生成物が発生するまで所定温度に保持し、前記有効な熱分解生成物が発生したことを確認して冷却回収手段を稼動させる。
特開２００１−１１５１６７号公報

上記従来の処理装置は、過熱水蒸気発生手段に水蒸気過熱部が一種類しか設けられていないので、水蒸気の温度を所定値以上に上げることができず、例えば、４００〜５００度Ｃで行う乾燥炭化処理、７００〜１０００度Ｃで行う賦活処理、８００〜２８００度Ｃで行うグラファイト化処理を行うことはできないという問題がある。また、煙突から排気されるガスには熱分解生成物が含まれており、環境に悪影響を与えるという問題もある。

本発明は上記各問題を解消することを課題とし、該課題を解決した過熱蒸気を用いた処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の本発明は、被処理物の投入部と排出部とを備えた処理室と、蒸気又は霧状の水を供給するための水供給機構と、この水供給機構から導入した蒸気又は霧状の水を、過熱蒸気にして前記処理室内に吐出する加熱機構と、還流ブロアで前記処理室内の過熱蒸気と乾留ガスを吸引還流パイプ内に吸引し、脱臭及び濾過して前記処理室内に再度供給する循環機構と、前記印加電圧、水供給機構からの蒸気又は霧状の水の供給量、処理時間等の作業条件を設定し、設定条件を維持するよう制御する制御部を備えた過熱蒸気を用いた加熱処理装置であって、加熱機構は、その導入口に水供給機構の供給パイプを連繋し、電圧を印加することによって蒸気又は霧状の水を加熱して過熱蒸気を生成するパイプヒータと、電圧を印加することによって前記パイプヒータで生成した過熱蒸気をさらに高温の蒸気にする高温部ヒータと、電圧を印加することによって前記高温部ヒータで生成した過熱蒸気をさらにまた高温の蒸気にする超高温部ヒータと、この超高温部ヒータで生成した過熱蒸気を処理室内に吐出するための吐出パイプとを順次連繋してなるものである。

また、請求項２に記載の本発明は、処理物の投入口と排出口、及び攪拌機構を備えた処理室と、蒸気又は霧状の水を供給するための水供給機構と、前記処理室内に配置し、一端は前記処理室内で開口して過熱蒸気吐出口となし、他端は前記処理室を気密かつ絶縁状態で貫通して外部で開口し、前記水供給機構からの蒸気又は霧状の水を導入する導入口となすとともに、電圧を印加し前記導入した蒸気又は霧状の水を加熱して過熱蒸気にして前記処理室内に吐出する加熱機構と、還流ブロアで前記処理室内の過熱蒸気及び乾留ガスを吸引還流パイプに吸引し、この吸引還流パイプ内を移動する移動経路上で脱臭及び濾過したうえ前記処理室内に再度供給する循環機構と、前記吸引還流パイプの途中部位から分岐した分岐パイプ端に連繋し、必要に応じて吸引還流パイプ内の過熱蒸気及び乾留ガスを分岐パイプを介して誘導し、これらを冷却して過熱蒸気から水を、また乾留ガスから含有溶剤をそれぞれ分離し取り出すとともに、乾留ガスを脱臭して外気に排出するようになした補助処理機構と、吸引還流パイプ内の過熱蒸気及び還流ガスの流れを分岐パイプ側に切り替えるための切り換え部材と、前記印加電圧、前記水供給機構からの蒸気叉は霧状の水の供給量、熱処理時間等の作業条件を設定し、設定条件を維持するよう制御する制御部とを備えた過熱蒸気を用いた加熱処理装置であって、加熱機構は、その導入口に水供給機構の供給パイプを連繋し、電圧を印加することによって蒸気又は霧状の水を加熱して過熱蒸気を生成するパイプヒータと、電圧を印加することによって前記パイプヒータで生成した過熱蒸気をさらに高温の蒸気にする高温部ヒータと、電圧を印加することによって前記高温部ヒータで生成した過熱蒸気をさらにまた高温の蒸気にする超高温部ヒータと、この超高温部ヒータで生成した過熱蒸気を処理室内に吐出するための吐出パイプとを順次連繋してなるものである。

請求項１に記載の本発明によれば、過熱蒸気という燃焼によらないクリーンな熱エネルギーを熱源とするので、環境に悪影響を与えることなく短時間での処理が可能であるとともに、循環機構により、還流ブロアで前記処理室内の過熱蒸気と乾留ガスを吸引しその移動経路上で脱臭及び濾過したうえ前記処理室内に再度供給するので、処理室内の温度にばらつきが出ず、温度管理が容易で確実な処理を行い得るほか、過熱蒸気と乾留ガスをクリーンに保つことが可能であり、また、制御部で作業条件を設定して運転可能なので、各種熱処理を自動的にかつ確実に行うことができ、さらに、加熱機構は、パイプヒータ、高温部ヒータ及び超高温部ヒータを連繋してなるので、低温から超高温までの各種熱処理を行うことができるうえ、熱処理を行う場合、その設定温度まで加熱するのに時間がかからないという効果を奏する。

また、請求項２に記載の本発明によれば、過熱蒸気というクリーンな熱エネルギーを熱源とするので、環境に悪影響を与えることなく短時間での処理が可能であるとともに、循環機構により、還流ブロアで前記処理室内の過熱蒸気と乾留ガスを吸引しその移動経路上で脱臭及び濾過したうえ前記処理室内に再度供給するので、処理室内の温度にばらつきが出ず、温度管理が容易で確実な処理を行い得るほか、過熱蒸気と乾留ガスをクリーンに保つことが可能であり、また、熱処理作業中あるいは熱処理作業が終了した後などは、補助処理機構に分岐パイプを介して過熱蒸気と乾留ガスを誘導し、冷却部によって、過熱蒸気を冷却して水を、また乾留ガスから含有溶剤をそれぞれ分離し取り出すとともに、排気機構によって、乾留ガスを脱臭して外気に排出し得るので、クリーンな排気を行うことができ、さらに、制御部で作業条件を設定して運転可能なので、各種熱処理を自動的にかつ確実に行うことができ、またさらに、加熱機構は、パイプヒータ、高温部ヒータ及び超高温部ヒータを連繋してなるので、低温から超高温までの各種熱処理を行うことができるうえ、熱処理を行う場合、その設定温度まで加熱するのに時間がかからないという効果を奏する。

次に、本発明の好適な実施形態を添付図面の図１〜図７に基づいて詳細に説明する。ここにおいて、図１は熱処理装置の一部を縦断して内部を示す正面図、図２は熱処理装置の縦断側面図、図３は水供給機構との連繋状態を示す加熱機構の側面図、図４は一部を省略した加熱機構の概略図、図５は吐出パイプの拡大正面図、図６は熱処理装置全体のブロック図、図７は熱処理運転モードにおける温度変化と各種機能別処理熱を示すグラフである。

図１〜図７に示すように、熱処理装置１は、ステンレス等の導電材からなり、両端の端壁５ａと円筒状の周壁５ｂとで構成し、被処理物を投入するための投入部たる投入口２、処理物を取り出すための排出部たる排出口３、及び攪拌機構４を備えた処理室５と、蒸気又は霧状の水を供給するための水供給機構６と、前記処理室５内の各端壁５ａ内側にそれぞれ配置し、その一端側が前記処理室５内に位置する吐出口７となり、他端側に、前記処理室５を気密かつ絶縁状態で貫通して前記処理室５外側で開口し、前記蒸気又は霧状の水を導入する導入口８を有し、導入した蒸気又は霧状の水を、電圧を印加することによって加熱して過熱蒸気を発生させる一対の加熱機構９と、還流ブロア１０で前記処理室５内の過熱蒸気及び乾留ガスを吸引還流パイプ１１を経て吸引し、該吸引還流パイプ１１内の移動経路上で脱臭及び濾過したうえ前記処理室５内に再度供給する循環機構１２と、印加電圧、蒸気等の供給量、処理時間等の作業条件を設定し、設定条件を維持するよう制御する制御部たるコントローラ１３（図６参照）とからなる。

図１及び図２に示すように、処理室５は、基台１４上に水平方向に伸びるよう４本の支持脚１５で支持され、また、各端壁５ａの内面はこれを高熱から保護し、かつ遠赤外線等の熱線を反射させ熱効率を高めるためのセラミックリフレクター１６で被覆し、さらに、周壁５ｂと各端壁５ａは電気的に接地され、またさらに、前記周壁５ｂの底部位には熱分解により処理物から抽出された水等の内部に溜まった液体を排出するためのドレイン１７を設けている。なお、図中１７ａは、ドレイン１７に連繋したドレインタンクであって、ドレイン１７から抽出された水及び木酢液などを一旦溜めるためのものである。１６ａは、放熱器で、後述する攪拌機構４の回転軸３６が必要以上に過熱され、軸受け部分での回転に支障が生じるのを防止するためのものである。

図１に示すように、循環機構１２は、吸引還流パイプ１１の移動経路における上流位置から下流位置に向かって順次、ドレーン１１ａと、切替弁１８ａを備えた分岐パイプ１８と、移動経路を必要に応じて遮断するための第１ストップバルブ１９と、温度調節ヒータ２０と、脱臭及び濾過を行う脱臭濾過器２１と、過熱蒸気やガスの流量を調整する調整弁２２と、第２ストップバルブ２３とを設ける。前記ドレーン１１ａは、外気による急激な温度低下のため、水蒸気や乾留ガスが液化し、温度調節ヒータ２０や脱臭濾過器２１に流入し、それらの機能に支障が出るのを防止するためのものであり、図示しないドレーンタンクに連繋してある。前記温度調節ヒータ２０は、脱臭濾過器２１の機能を低下させないよう適正な温度に保つためのものであり、また、前記調整弁２２は、処理室５内の圧力が蒸気や乾留ガスの熱膨張で上昇した場合に、自動的に開き内部圧力を調整するためのものである。さらに、前記吸引還流パイプ１１の一端は、処理室５の周壁５ｂ下部に貫通固定して前記処理室５内に開口し、この吸引還流パイプ１１の他端は、前記周壁５ｂの上部に貫通固定して前記処理室５内に吸気口２４として開口している。なお、図中２４ａは、前記吸気口２４と処理室５内間に設けたフィルターボックスである。このように、上記循環機構１２は、還流ブロア１０の吸引作用で吸気口２４から吸引した処理室５内の蒸気及び乾留ガスを、脱臭濾過器２１で脱臭及び濾過したうえ前記処理室５内に再度供給するものである。

図１に示すように、前記分岐パイプ１８には、過熱蒸気あるいは乾留ガスを冷却する冷却部２５と、乾留ガスを脱臭処理するとともに、冷却した前記過熱蒸気あるいは乾留ガスの温度を調整して外気中に排出するように構成したガス処理部２６とを備えた補助処理機構２７を連繋する。前記冷却部２５は、上側部分の前記過熱蒸気あるいは乾留ガスを循環して冷却するクーリングタワー２８と、液化した水分を濾過するフィルタ２９と、濾過した水を取り出すドレイン３０とからなる。なお、図中３０ａは、前記ドレイン３０で取り出した濾過した水を溜めるためのドレインタンクである。また、前記ガス処理部２６は、前記冷却部２５の下部とで連繋パイプ３１により連繋するもので、この連繋パイプ３１に連結した吸引ブロア３２と、脱臭器３４と、この脱臭器３４の機能を適正に保つため、吸引ブロア３２から送られる乾留ガスの温度を調整するための温度調整用ヒータ３３と、排気フード３５とからなる。

補助処理機構２７は、作業を終えたとき、あるいは処理室５内の過熱蒸気や乾留ガスを減少させたいときなど、必要に応じて作動させるもので、第１ストップバルブ１９あるいは第２ストップバルブ２３を開状態から閉状態に切り替えるとともに、分岐パイプ１８の切替弁１８ａを閉状態から開状態に切り換えて、上記吸引還流パイプ１１内の流れを分岐パイプ１８に誘導する。

図２に示すように、処理室５内部に設けた前記攪拌機構４は、両端を前記各端壁５ａに回転可能に軸支され、水平方向に伸びる回転軸３６と、この回転軸３６に取り付けられ、前記周壁５ｂ内面近傍を軌道として回転する長尺攪拌羽根３７ａ及び前記周壁５ｂ内面と所定距離をおいた位置を軌道として回転する短尺攪拌羽根３７ｂと、前記回転軸３６の外部端に設けたスプロケットに無端ベルト３８で連繋し、前記基台１４上に配置された駆動モータ３９とから構成する。駆動モータ３９の回転力を回転軸３６に直接伝えるのではなく無端ベルト３８を介して伝えるのは、回転軸３６の高温を駆動モータ３９に伝達するのを防ぎ、駆動モータ３９の機能を低下させないようにするためである。また、前述した処理室５内には、これら長尺攪拌羽根３７ａあるいは短尺攪拌羽根３７ｂと、前記各加熱機構９との間に、被処理物が直接加熱機構９に触れないようにカバー４０が配置してある。このカバー４０には、加熱機構９の過熱蒸気の吐出口７から吐出された過熱蒸気を通過させる多数の通過孔４０ａを設けている。この攪拌機構４は、熱処理が終了し処理物を取り出す際には、取り出し運転モードである低速回転に変更し、排出口３から前記処理物を取り出すものである。

図１〜図５に示すように、それぞれの加熱機構９は、導電材であるインコネル、ハステロイあるいはステンレス等からなるパイプ材を各端壁５ａ内側に沿って螺旋状に配置し、電気絶縁材４１（図３参照）を介在させて各端壁５ａを貫通するパイプヒータ４２と、炭化けい素のコイル４３を内蔵する非金属製の高温部ヒータである炭化けい素モジュールヒータ４４と、黒鉛のコイル４５を内蔵する非金属製の超高温部ヒータである黒鉛モジュールヒータ４６と、複数の吐出孔４７を有し、先端が前記吐出口７である非金属製の吐出パイプ４８を順次非金属製のパイプにて連繋してなる。このように、前記炭化けい素モジュールヒータ４４、黒鉛モジュールヒータ４６、吐出パイプ４８及び連繋用のパイプを非金属製としたのは、金属製では１０００度Ｃ程度で破壊されるためである。

図４に示すように、パイプヒータ４２の導入口８側と出口側には、それぞれ放熱板４９ａを取り付けた一対の第１電源端子４９を設け、炭化けい素モジュールヒータ４４の炭化けい素コイル４３の両端には、それぞれ放熱板５０ａを取り付けた一対の第２電源端子５０を設け、黒鉛モジュールヒータ４６の黒鉛コイル４５の両端には、それぞれ放熱板５１ａを取り付けた一対の第３電源端子５１を設けてある。これら各一対の第１、第２、第３電源端子４９，５０，５１に所定の電圧を印加することによって、内部の蒸気を加熱するものである。

図３に示すように、各パイプヒータ４２の導入口８には、蒸気又は霧状の水を供給するための前記水供給機構６の供給パイプ５２を連繋する。この水供給機構６は、ボイラー（図示せず）に連繋し、蒸気を供給するための第１供給部５３と、水道等に連繋した水又は温水を溜めておくタンク５４、前記タンク５４から供給された水又は温水に圧力を掛けるための圧力ポンプ５５及び前記水又は温水を霧状となすための噴霧ノズル５６からなる第２供給部５７を有する。なお、図中符号５８は上記第１供給部５３の流量を加減するためのコントロールバルブ、符号５９は第２供給部５７のタンク５４への水又は温水の流量を加減するためのコントロールバルブ、符号６０は第２供給部５７の噴霧ノズル５６への水又は温水の流量を加減するコントロールバルブである。叉

そして、加熱機構９は、蒸気又は霧状の水を水供給機構６から前記導入口８を経て導入するとともに、商用電源から電源トランス６１（図６参照）を介して前記各一対の第１、第２、第３電源端子４９，５０，５１にそれぞれ所定の電圧を印加することにより、前記パイプヒータ４２、炭化けい素モジュールヒータ４４及び黒鉛モジュールヒータ４６が加熱し、その内部の前記蒸気又は霧状の水が過熱状態となって過熱蒸気が発生するのである。前記パイプヒータ４２において加熱した蒸気温度は１００〜６００度Ｃの範囲となり、また、炭化けい素モジュールヒータ４４において、前記パイプヒータ４２で加熱した前記蒸気をさらに加熱した蒸気温度は６００度〜１４００度Ｃの範囲となり、さらに、黒鉛モジュールヒータ４６において、前記炭化けい素モジュールヒータ４４で加熱した前記蒸気をさらにまた加熱した蒸気温度は１４００〜２８００度Ｃの範囲となる。そして、この加熱機構９は、熱処理の種類に応じて蒸気温度を変更することが可能である。

図６に示すように、制御部たるコントローラ１３は、第１、第２、第３電源端子４９，５０，５１に印加する電圧（電源トランス６１の制御）、パイプヒータ４２に対する蒸気供給量（水供給機構６のコントロールバルブ５８，５９，６０の制御）、処理時間等の作業条件をキーやボリュームで入力設定し、設定した作業条件を維持するよう制御するＩＣ回路を備える。また、このコントローラ１３の設定で、過熱蒸気の吐出時の温度を１００度Ｃ〜２８００度Ｃの範囲で運転することが可能である。

以上のように構成した熱処理装置１は、コントローラ１３に設定入力を行い、被処理物に応じて電源トランス６１が制御されて、第１、第２、第３電源端子４９，５０，５１あるいは第１、第２電源端子４９，５０あるいは第１電源端子４９に所定の電圧を印加し、加熱機構９が加熱される一方、水供給機構６が制御されて加熱機構９に対して蒸気又は霧状の水が所定量供給され、かつ駆動モータ３９の始動で攪拌機構４の長尺攪拌羽根３７ａと短尺攪拌羽根３７ｂが回転して被処理物を攪拌する。加熱機構９に供給された蒸気又は霧状の水は、パイプヒータ４２、炭化けい素モジュールヒータ４４、黒鉛モジュールヒータ４６で段階的に加熱されて過熱蒸気となり、吐出口７及び吐出孔４７から吐出し、カバー４０の通過孔４０ａを通って処理室５内に流入し、熱処理が行われる。

処理室５内の過熱蒸気や被処理物から発生した乾留ガスは、循環機構１２の還流ブロア１０の吸引作用で吸気口２４から吸引還流パイプ１１内に吸引され、温度調整ヒータ２０を経て脱臭濾過器２１で脱臭及び濾過されたうえ、前記処理室内５内に再度供給される。このように、熱処理装置１は、過熱蒸気を循環利用することにより、熱源の省エネルギーを行い効率のよい加熱、乾燥作業等を行うことができる。また、被処理物から発生した臭気をともなうガスは、処理室５内で熱分解された後、前記吸気口２４通過時に濾過されたうえ、さらに前記脱臭濾過器２１通過時に濾過され、処理室５内に戻されて再度熱分解されるという動作を繰り返すことにより、臭気や不純物が除去される。この熱処理中においては、過熱蒸気の特性により処理室５内は酸欠状態となるので、生ゴミや発生した乾留ガスが燃焼することはなく、燃焼にともないダイオキシンなどの有害物質を生成することはない。

上述した熱処理装置１は、前記コントローラ１３による温度設定及び加熱時間設定を行うことによって、熱分解による水分及び溶剤（酢液）の抽出処理(Ａ)と、乾燥炭化処理（Ｂ）と、炭素化処理（Ｃ）と、賦活処理（Ｄ）と、グラファイト化処理（Ｅ）とを行うことが可能であり、また、自動運転で連続的に行うことも可能である。

前記抽出処理（Ａ）は、各種食品加工工場、野菜市場、魚市場等で発生している野菜、果実屑、不良品、魚介類、その他の食材残滓の処理や、飲料メーカーにおけるコーヒー、日本茶、ウーロン茶、薬草等の焙煎及び水分除去や、包装材、袋物、トレー容器の減容や、竹材、木材（例えば間伐材のチップ）からの竹酢、木酢の抽出に好適であり、前記被処理物の量や種類に応じて、キーやボリュームで入力して温度設定を１５０〜２５０度Ｃ、加熱時間設定を３０〜６０分に設定して熱処理装置１の運転を行う。前記竹酢、木酢、薬液の抽出は、上記熱処理中、被処理物の水分や含有溶剤の８０〜９０％が過熱蒸気の複合熱エネルギーの熱分解により、過熱蒸気特有の放射伝熱、凝縮伝熱で短時間になされ、ドレイン１７を経てドレインタンク１７ａに溜めることによってなされる。この熱処理では、設定温度に達するまでは、加熱機構９におけるパイプヒータ４２、炭化けい素モジュールヒータ４４、黒鉛モジュールヒータ４６を作動させ、前記設定温度になった後は炭化けい素モジュールヒータ４４、黒鉛モジュールヒータ４６の加熱を停止する。

前記乾燥炭化処理（Ｂ）は、前記抽出処理（Ａ）を経て行うもので、被処理物に応じて処理温度を４００〜６００度Ｃに上昇させて任意時間行うもので、任意の含水率をもった乾燥物が得られ、さらに運転時間を延長して熱処理を行うことで、有機物のヘミセルロース、セルロース、リグニン等がほとんどが熱分解し炭化する。攪拌機構４を前記取り出し運転モード（低速回転）となし、この炭化物のうち必要なものを排出口３から取り出す。この熱処理では、前記抽出処理（Ａ）の場合と同様に、設定温度に達するまでは、加熱機構９におけるパイプヒータ４２、炭化けい素モジュールヒータ４４、黒鉛モジュールヒータ４６を作動させ、前記設定温度になった後は炭化けい素モジュールヒータ４４、黒鉛モジュールヒータ４６の加熱を停止する。

上記炭素化処理（Ｃ）は、前記抽出処理（Ａ）及び前記炭化処理（Ｂ）を経て行うもので、処理温度を７００〜９００度Ｃに上昇させて任意時間行うもので、過熱蒸気特有の放射伝熱、凝縮伝熱効果により処理時間も短く、炭素量の多い良質な炭化物が得られる。攪拌機構４を前記取り出し運転モードとなし、この炭素量の多い炭化物のうち必要なものを排出口３から取り出す。この熱処理では、設定温度に達するまでは、加熱機構９におけるパイプヒータ４２、炭化けい素モジュールヒータ４４、黒鉛モジュールヒータ４６を作動させ、前記設定温度になった後は黒鉛モジュールヒータ４６の加熱を停止する。

上記賦活処理（Ｄ）は、前記抽出処理（Ａ）及び前記乾燥炭化処理（Ｂ）及び前記炭素化処理（Ｃ）を経て行うもので、温度を９００〜１０５０度Ｃに上昇させて任意時間行うことで、活性炭素が得られる。この賦活処理（Ｄ）においては、過熱蒸気特有の放射伝熱、凝縮伝熱効果によりガス化した過熱蒸気粒子が炭化物の表面から複雑な形状の経路を形成して侵入し、前記炭素化処理において形成されたマクロ孔、メソ孔を有する壁に、さらに前記侵入経路が多量のミクロ孔を形成して、比表面積が大きく吸着性の高い活性炭が得られるのである。攪拌機構４を前記取り出し運転モードとなし、この活性炭のうち必要なものを排出口３から取り出す。この熱処理では、前記炭素化処理（Ｃ）の場合と同様に、設定温度に達するまでは、加熱機構９におけるパイプヒータ４２、炭化けい素モジュールヒータ４４、黒鉛モジュールヒータ４６を作動させ、前記設定温度になった後は黒鉛モジュールヒータ４６の加熱を停止する。

上記グラファイト化処理（Ｅ）は、前記抽出処理（Ａ）及び前記乾燥炭化処理（Ｂ）、前記炭素化処理（Ｃ）及び賦活処理（Ｄ）を経て行うもので、温度を１５００〜２３００度Ｃに上昇させて任意時間行うもので、炭素量が多く炭素原子が最も安定したグラファイト構造をもった良質なグラファイトが得られる。この熱処理では、加熱機構９のパイプヒータ４２と炭化けい素モジュールヒータ４４、黒鉛モジュールヒータ４６の全てに電圧を印加する。この熱処理では、設定温度に達するまでは、加熱機構９におけるパイプヒータ４２、炭化けい素モジュールヒータ４４、黒鉛モジュールヒータ４６を作動させ、前記設定温度になった後は黒鉛モジュールヒータ４６の加熱を停止したり作動させたりする。

前記乾燥炭化処理（Ｂ）、炭素化処理（Ｃ）、賦活処理（Ｄ）及びグラファイト化処理（Ｅ）の被処理物としては、野菜、果実屑、不良品その他の食材残滓、飲料メーカーにおけるコーヒー、茶類の焙煎後の廃棄物、豆腐やオカラや豆類、種子、紙屑、生け花用草木、竹材、木材（例えば間伐材のチップ）、枝葉類などが挙げられる。

なお、本発明は上記実施形態になんら限定されるものではなく、例えば、攪拌機構４は、長尺攪拌羽根３７ａと短尺攪拌羽根３７ｂを設けたものではなく、スクリューを回転軸３６に取り付けたものでもよいうえ、あえて設けなくてもよい。さらに、前記投入口２に被処理物を投入するための自動投入装置（図示せず)と、前記排出口３から処理完了物を取り出すための自動排出装置（図示せず）を設け、夜間電力利用した自動運転を行えるようにしてもよい。

熱処理装置の一部を縦断して内部を示す正面図。熱処理装置の縦断側面図。水供給機構との連繋状態を示す加熱機構の側面図。一部を省略した加熱機構の概略図。吐出パイプの拡大正面図。熱処理装置全体のブロック図。熱処理運転モードにおける温度変化と各種機能別処理熱を示すグラフ。

符号の説明

１熱処理装置
２投入口
３排出口
４攪拌機構
５処理室
５ａ端壁
５ｂ周壁
６水供給機構
７吐出口
８導入口
９加熱機構
１０還流ブロア
１１吸引還流パイプ
１１ａドレイン
１２循環機構
１３コントローラ
１４基台
１５支持脚
１６セラミックリフレクター
１６ａ放熱器
１７ドレイン
１７ａドレインタンク
１８分岐パイプ
１８ａ切替弁
１９第１ストップバルブ
２０温度調節ヒータ
２１脱臭濾過器
２２調整弁
２３第２ストップバルブ
２４吸気口
２４ａフィルターボックス
２５冷却部
２６ガス処理部
２７補助処理装置
２８クーリングタワー
２９フィルタ
３０ドレイン
３０ａドレインタンク
３１連繋パイプ
３２吸引ブロア
３３温度調整用ヒータ
３４脱臭器
３５排気フード
３６回転軸
３７ａ長尺攪拌羽根
３７ｂ短尺攪拌羽根
３８無端ベルト
３９駆動モータ
４０カバー
４０ａ通過孔
４１電気絶縁材
４２パイプヒータ
４３炭化けい素コイル
４４炭化けい素モジュールヒータ
４５黒鉛コイル
４６黒鉛モジュールヒータ
４７吐出孔
４８吐出パイプ
４９ａ放熱板
４９第１電源端子
５０ａ放熱板
５０第２電源端子
５１ａ放熱板
５１第３電源端子
５２供給パイプ
５３第１供給部
５４タンク
５５圧力ポンプ
５６噴霧ノズル
５７第２供給部
５８，５９，６０コントロールバルブ
６１電源トランス

Claims

被処理物の投入部と排出部とを備えた処理室と、蒸気又は霧状の水を供給するための水供給機構と、この水供給機構から導入した蒸気又は霧状の水を、過熱蒸気にして前記処理室内に吐出する加熱機構と、還流ブロアで前記処理室内の過熱蒸気と乾留ガスを吸引還流パイプ内に吸引し、脱臭及び濾過して前記処理室内に再度供給する循環機構と、前記印加電圧、水供給機構からの蒸気又は霧状の水の供給量、処理時間等の作業条件を設定し、設定条件を維持するよう制御する制御部を備えた過熱蒸気を用いた加熱処理装置であって、加熱機構は、その導入口に水供給機構の供給パイプを連繋し、電圧を印加することによって蒸気又は霧状の水を加熱して過熱蒸気を生成するパイプヒータと、電圧を印加することによって前記パイプヒータで生成した過熱蒸気をさらに高温の蒸気にする高温部ヒータと、電圧を印加することによって前記高温部ヒータで生成した過熱蒸気をさらにまた高温の蒸気にする超高温部ヒータと、この超高温部ヒータで生成した過熱蒸気を処理室内に吐出するための吐出パイプとを順次連繋してなることを特徴とする過熱蒸気を用いた加熱処理装置。
処理物の投入口と排出口、及び攪拌機構を備えた処理室と、蒸気又は霧状の水を供給するための水供給機構と、前記処理室内に配置し、一端は前記処理室内で開口して過熱蒸気吐出口となし、他端は前記処理室を気密かつ絶縁状態で貫通して外部で開口し、前記水供給機構からの蒸気又は霧状の水を導入する導入口となすとともに、電圧を印加し前記導入した蒸気又は霧状の水を加熱して過熱蒸気にして前記処理室内に吐出する加熱機構と、還流ブロアで前記処理室内の過熱蒸気及び乾留ガスを吸引還流パイプに吸引し、この吸引還流パイプ内を移動する移動経路上で脱臭及び濾過したうえ前記処理室内に再度供給する循環機構と、前記吸引還流パイプの途中部位から分岐した分岐パイプ端に連繋し、必要に応じて吸引還流パイプ内の過熱蒸気及び乾留ガスを分岐パイプを介して誘導し、これらを冷却して過熱蒸気から水を、また乾留ガスから含有溶剤をそれぞれ分離し取り出すとともに、乾留ガスを脱臭して外気に排出するようになした補助処理機構と、吸引還流パイプ内の過熱蒸気及び還流ガスの流れを分岐パイプ側に切り替えるための切り換え部材と、前記印加電圧、前記水供給機構からの蒸気叉は霧状の水の供給量、熱処理時間等の作業条件を設定し、設定条件を維持するよう制御する制御部とを備えた過熱蒸気を用いた加熱処理装置であって、加熱機構は、その導入口に水供給機構の供給パイプを連繋し、電圧を印加することによって蒸気又は霧状の水を加熱して過熱蒸気を生成するパイプヒータと、電圧を印加することによって前記パイプヒータで生成した過熱蒸気をさらに高温の蒸気にする高温部ヒータと、電圧を印加することによって前記高温部ヒータで生成した過熱蒸気をさらにまた高温の蒸気にする超高温部ヒータと、この超高温部ヒータで生成した過熱蒸気を処理室内に吐出するための吐出パイプとを順次連繋してなることを特徴とする過熱蒸気を用いた加熱処理装置。