JP2006064350A - 乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】真空中においても効率良く被乾燥物に伝熱が行え、被乾燥物全体を満遍なく加温して、温度勾配の均一化を良好に行え、短時間で被乾燥物の乾燥を行える乾燥装置を提供する。
【解決手段】気密可能な処理槽と、処理槽を加熱する加熱部と、処理槽の内部を減圧する減圧装置とを備える。処理槽の内部には、乾燥処理時に処理槽底部の被乾燥物を処理槽上部に搬送して、上部排出口から排出するスクリューポンプ部と、スクリューポンプ部と処理槽の内面との間に形成される空間を円筒軸方向に複数に仕切って区画する区画壁と、各区画壁の上面側に、処理槽の軸心を中心として回転可能に配置される攪拌ブレードを備えるブレード回転機構とを備える。各区画壁は被乾燥物を落下させるための落下用孔を隣り合う区画壁の孔が軸方向に重ならないようにしている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水分を多く含んだペースト状の物を乾燥して水分を除去する乾燥装置に関するものである。

おから等の食品廃棄物、汚泥、生ゴミなど、水分を多く含んだ物は、腐敗を防ぐために乾燥することが好ましい。乾燥方法としては、熱風加熱による乾燥や真空乾燥などの手段がある。

単なる加熱による乾燥の場合、加熱装置として電気ヒータを用いた直接的な加熱では、局所的に温度が高くなる。そのため、被乾燥物の熱による劣化の対策として、処理槽の内壁材を厚くしたり、水蒸気、温浴による加熱などのの対策がとられている。

加熱による乾燥の場合、対象物が食品、特に、おからなど、たんぱく質が多い物の場合は、加熱し過ぎて焦げてしまうと品質が劣化し、商品価値が無くなるため、十分に乾燥を行うためには、品質が劣化しない温度でより効率の良い乾燥を行う必要がある。

そこで、乾燥時のエネルギーの無駄を排除する方法として、減圧することにより沸点が下がることを利用した真空乾燥装置が提案されている。しかし、真空乾燥を行う場合、真空処理による断熱膨張で被乾燥物中の水分が凍結してしまい、乾燥効率が著しく低下してしまうおそれがあるので、加熱しながら真空吸引して乾燥する乾燥装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照。）。

真空加熱による乾燥装置は、減圧装置で乾燥処理槽内を真空引きするとともに、処理槽を加熱し、処理槽内の被乾燥物を攪拌して乾燥を行う。このときの加熱温度は、被乾燥物を熱劣化させない温度にする必要がある。減圧することにより、沸点が下がり、気化熱が十分に供給されていれば、低い温度で蒸発が行え速く乾燥できる。

真空乾燥を行う場合、減圧装置として、真空ポンプを用いる場合は、被乾燥物の臭い等が大気に放出され、そのまま、放出すると環境汚染の原因となるため、フィルターを介して大気に排出するなどの対策が必要となる。特に、食品の乾燥では、被乾燥物からたんぱく質が遊離すると、悪臭が発生しやすくなるため、排ガスのフィルターなどによる処理が必ず必要となる。

そこで、特許文献１や特許文献２に開示されているように、水流エゼクタを利用した減圧装置が提案されている。水流エゼクタを用いる減圧装置の場合には、臭気を水に吸収させるため、外部へ悪臭が放出されることがなく、さらに、有用物質の回収が行える。

特開平9-318255号公報 特開2002-31478号公報 特開2003-90679号公報

ところで、真空中では、伝熱効率が悪く、対流も無いことから、被乾燥物への加温は真空容器からの伝熱だけである。従来の加熱真空による乾燥装置は、真空処理槽自体を回転させたり、処理槽内に攪拌用のハネを設けることにより、処理槽内の被乾燥物を攪拌することで、被乾燥物の真空容器との接触面積を大きくして伝熱効率を良くさせ、温度勾配が少なくなるようにしている。

しかしながら、処理槽を回転させたり、攪拌ハネを回転させて被乾燥物を掻き混ぜるだけでは、満遍なく攪拌ができず、均一な温度勾配にするには不十分であり、真空加熱乾燥によっても長時間の乾燥が必要となっている。

従って、本発明の目的は、真空中においても効率良く被乾燥物に伝熱が行え、被乾燥物全体を満遍なく加熱して、温度勾配の均一化を良好に行え、短時間で被乾燥物の乾燥を行える乾燥装置を提供することにある。

本発明の乾燥装置は、気密可能で乾燥処理時に筒の長手方向が上下方向に配置される円筒の処理槽と、処理槽の外周を加熱する加熱部と、処理槽の内部を減圧する減圧装置とを備える。

そして、本発明は、処理槽の内部に、スクリューポンプ部と、複数の区画壁と、攪拌ブレードを備えるブレード回転機構とを備える。

処理槽は、円筒の下部を漏斗状に傾斜させて形成することが好ましい。下部を漏斗状に形成することにより、処理槽の底部に被乾燥物が溜まりやすくなる。処理槽は、円筒の長手方向に対して直交する方向に支持軸を配置して、処理槽を回転可能に支持させることが好ましい。このように、処理槽を回転可能に支持することにより、処理槽内部を洗浄する際には、処理槽を傾けることができるので、作業が行いやすくなり、乾燥処理時には、乾燥を効率良く行うために処理槽の長手方向が上下方向に向くように配置できる。

加熱部は、処理槽の外周面全体を加熱できるようにする。例えば、処理槽の外周面との間に所定の隙間が空くように、処理槽の外周面と底部とを覆う密閉容器を処理槽の周りに配置して加熱槽を形成し、この加熱槽内に温水を溜めることにより、加熱部を形成することができる。この場合、加熱槽に溜められた温水により、処理槽の外面が温められて、処理槽の内部の被乾燥物を温める。加熱部は、電気ヒータにより局所的に処理槽を加熱するよりも、被乾燥物の過熱による品質劣化を防止する上で、温水を用いて処理槽全体を均一に加温することが好ましい。

減圧装置としては、アスピレータと、水が貯留されるタンクと、ポンプと、冷却装置とを配管で接続したものが好ましい。アスピレータに処理槽内に連通する配管を接続することより、処理槽内の減圧を行う。

スクリューポンプ部は、処理槽の中心において円筒軸方向に延びるように配置され、乾燥処理時に処理槽底部に溜まっている被乾燥物を処理槽上部に搬送して、上部排出口から排出する。

スクリューポンプ部は、回転軸と、回転軸の外周面に螺旋状に一体に形成されるスクリューと、回転軸を駆動させ、処理槽の外部に配置されるポンプ用モータと、回転軸とともにスクリューが収納される円筒収納部とを備える構成とすることが好ましい。

この場合、回転軸の一端部は、処理槽の底部から外部に出してポンプ用モータに接続し、他端部を処理槽内の上部で支持部材により回転可能に支持する。さらに、円筒収納部の処理槽底部側端部となる下端部には、円筒収納部の外周囲に溜まっている被乾燥物を円筒収納部内に取り込むための取込口を形成する。また、円筒収納部の処理槽上部側端部となる上端部には、スクリューで搬送されてきた被乾燥物を円筒収納部の外側に排出するための排出口を形成する。

区画壁は、スクリューポンプ部の上部排出口よりも下方に配置され、スクリューポンプ部と処理槽の内面との間に形成される空間を円筒軸方向に複数に仕切って区画する。区画壁は、処理槽の内面に固定用部材を用いて所定の位置に配置する。例えば、区画壁を直径が処理槽の内径とほぼ等しい円板で形成し、処理槽の内径と外径が等しいリング状の支持枠を処理槽の内面に固定して、この支持枠上に区画壁の回転を阻止するように載せる。

各区画壁は被乾燥物を落下させるための落下用孔を有する。落下用孔は、各区画壁にそれぞれ１箇所設けるとともに、隣り合う区画壁の落下用孔が軸方向に重ならないように設けることが好ましい。このように落下用孔の位置をずらすことにより、上部の落下用孔からそのまま下部の落下用孔を通って、処理槽の底部に被乾燥物が落下してしまうのを阻止することができる。

さらに、区画壁は、熱伝導率の高い材料、例えば、鉄などの金属材料、特に、食品乾燥用としては、チタンやステンレスなどで形成することが好ましい。区画壁を高熱伝導率の材料で形成する場合には、区画壁の外周端面を処理槽の内面に接触させる。区画壁は、加熱部で温められた処理槽の内壁の熱が伝わって区画壁全体が温まり、区画壁上に落下した被乾燥物が区画壁により温められる。

ブレード回転機構は、各区画壁の上面側に、処理槽の円筒軸心に対して放射状に延び、円筒軸心を中心として回転可能に配置される攪拌ブレードを備える。ブレード回転機構の攪拌ブレードは、区画壁上に落下した被乾燥物を所定の厚みに均すための均し用ブレードと、区画壁状に落下している被乾燥物を掻き込んで落下用孔から落下させる掻取用ブレードとを備えるようにすることが好ましい。

攪拌ブレードは、弾性変形可能な合成樹脂、例えば、フッ素樹脂で形成することが好ましい。特に、掻取用ブレードをこのような弾性変形可能な部材とすることにより、区画壁上の被乾燥物の量に応じて変形させて良好に掻きとることができる。

区画壁上に落下した被乾燥物は、攪拌ブレードにより各区画壁上で攪拌されながら、落下用孔から落下していく。攪拌ブレードが均し用ブレードと掻取用ブレードから成る場合には、均し用ブレードにより、区画壁上全体に亘るように被乾燥物を均し、被乾燥物の区画壁との接触率を上げて乾燥効率を良くする。区画壁上に均されて加温された被乾燥物は、掻取用ブレードで掻き取られて落下用孔から落下していく。

なお、均し用ブレードと掻取用ブレードを備える場合、掻取用ブレードは、均し用ブレードに対して回転方向に所定の角度離した状態で配置させる。均し用ブレードと掻取用ブレードは180度離した状態にすることが好ましい。このように各ブレードを配置することにより、被乾燥物を均し用ブレードで均して所定時間加温した後に掻取用ブレードで掻き取ることができるので、乾燥を効率良く行える。

さらに、ブレード回転機構は、スクリューポンプ部の円筒収納部を利用し、この円筒収納部と、円筒収納部の外周に径方向に延びるように固定される攪拌ブレードと、円筒収納部を回転させる円筒収納部回転用モータとを備える構成とすることが好ましい。

円筒収納部は、スクリューポンプ部のポンプ用モータとは別に設けるモータで回転駆動させる。具体的には、スクリューポンプ部の回転軸におけるスクリュー形成位置より下方位置で、円筒収納部と回転軸との間に軸受とシール部を設けて、回転軸に対して円筒収納部を回転可能にする。そして、例えば、円筒収納部の下端部外周と、円筒収納部回転用モータの駆動軸の先端にベベルギアを設けて、ベベルギアを介して、円筒収納部回転用モータの駆動により円筒収納部を回転させることができる。

円筒収納部の回転により、攪拌ブレードが、円筒収納部軸心を中心として区画壁上を周回する。この攪拌ブレードの周回運動により、区画壁上の被乾燥物が攪拌されるとともに、一部の被乾燥物が落下用孔から落下していく。

次に、本発明の乾燥装置を用いた乾燥方法について述べる。まず、処理槽内に水分を多く含んだ所定量の被乾燥物を投入する。処理槽は予め温めておく。加熱部により処理槽を加熱しながら、スクリューポンプ部を駆動するとともに、攪拌ブレードも回転させる。処理槽内の被乾燥物の温度が所定の温度まで上がった後、減圧装置により、処理槽内を所定の圧力まで減圧する。

加熱部により処理槽が加熱されると、処理槽内部の温度が上昇して、被乾燥物が加温される。加熱部による加熱温度は、被乾燥物の品質低下が起こらない温度とする。このとき、処理槽底部に溜まっている被乾燥物は、スクリューポンプ部で処理槽の上部まで搬送されて、最上部の区画壁上に排出される。排出された被乾燥物は、攪拌ブレードにより掻き混ぜられながら、区画壁に設ける落下用孔から下方の区画壁上に落下する。下方の区画壁上に溜まった被乾燥物も攪拌ブレードにより掻き混ぜられて落下用孔から落下する。この動作を区画壁の数だけ繰り返して、処理槽の底部に被乾燥物が再度溜まる。

そして、このような、搬送と攪拌を繰り返しながら、加熱部による処理槽の加熱を所定時間行った後に、減圧装置を用いて処理槽内を減圧する。本発明では、例えば、減圧処理は、アスピレータを用いて5〜80Torr（670〜10670Pa）に減圧する。被乾燥物から蒸発した水分は、アスピレータ内の駆動水で液化させる。減圧装置の循環水中に取り込まれた不要物はフィルターを用いて除去する。また、被乾燥物の水溶性たんぱく質は循環水と共に回収する。

減圧処理だけでは、被乾燥物が断熱膨張により凍結を起こしてしまうおそれがあるので、本発明では、被乾燥物の凍結を防止するため、加熱部により、処理槽内の被乾燥物が70℃以下に加温されるように処理槽を加熱する。

このように、被乾燥物を加温しておいて、処理槽内を減圧しながら、被乾燥物のスクリューポンプ部による搬送と、区画壁毎の攪拌を繰り返すことにより、被乾燥物が効率よく乾燥される。

なお、加熱部による加熱は、乾燥処理が終了するまで、行ってもよいし、所定時間加熱した後、加熱を停止して、減圧だけ行うようにしてもよい。

本発明では、被乾燥物は、攪拌ブレードにより攪拌されながら、加熱されている複数の区画壁と接触することにより、加温される接触面積が大きくなるので、被乾燥物の伝熱効率が向上されて、温度の均一化が図れる。その結果、被乾燥物の加温される表面積が大きくなるので、蒸発面積が大きくなり、乾燥時間の短縮が図れる。
特に、攪拌ブレードとして、均し用ブレードと掻取用ブレードを用いることにより、被乾燥物を区画壁全体に均すことができるので、被乾燥物の区画壁との接触面積を最大にすることができ、さらに、被乾燥物の伝熱効率が良くなる。区画壁を高熱伝導率の材料で形成することにより、区画壁が十分に加熱されるので、さらに、被乾燥物の伝熱効率を向上できる。

さらに、本発明の乾燥装置は、安価でコンパクトな構成とすることができ、しかも、最適な温度で、高効率に被乾燥物を乾燥できるので、従来よりも短時間で乾燥が行える。その結果、絞り滓や抽出滓などの食品残渣を産業廃棄物として廃棄するのではなく、食用、飼料として再利用することができる食品滓を安価に提供できる。

本発明の乾燥装置の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態に係る乾燥装置は、図１に示すように、処理槽1、加熱部2、減圧装置3を備え、さらに、処理槽1内には、スクリューポンプ部4と、複数の区画壁5と、ブレード回転機構6とを備える。

処理槽1は、蓋部11と、円筒の筒部本体12と、ドーナツ状の円板からなる底部13とを有し、筒部本体12に対して、蓋部11を開閉可能にしている。筒部本体12は、上部開口部にフランジ部が形成され、下部は漏斗状に傾斜させて形成されている。筒部本体12の下部を漏斗状に形成することにより、処理槽1の底部に被乾燥物を溜まりやすくしている。

蓋部11は、開口縁部に形成されるフランジ部と、減圧装置3の連通配管36が接続される接続部と、被乾燥物を投入する投入口11aとを有する。本実施形態では、蓋部11と筒部本体12のフランジ部の間にシール部材を介在させて気密状に蓋部11と筒部本体12とをボルトなどの固定部材により接続するようになっている。

筒部本体12の下端は底部13に溶接により固定される。筒部本体12の下端は、底部13の径方向中間位置で固定される。なお、底部13は、後記する加熱槽21の底部も兼ねている。底部13の底面側には、中心部にリング状のシール部材71aとボール軸受71bを備える第１軸受部材71が固定されている。

加熱部2は、処理槽1の外周面との間に所定の隙間が空くように、筒部本体12の周囲に配置される筒状体22と、処理槽1の底部13とにより加熱槽21を形成し、この加熱槽21の内部に温水を貯留することにより構成される。

筒状体22は、筒部本体12を覆う大きさを有する筒部本体12とほぼ相似形をしており、上端部も径方向内方に向けて傾斜させている。そして、筒状体22の上端を処理槽1の外面に溶接により固定し、下端を底部13に溶接により固定して、加熱槽21内を気密状にしている。

加熱槽21は、図示していないが、外部から温水を注入または排出する注入口と排出口を有しており、注入口と排出口を配管でボイラーに接続している。配管は、注入口と排出口に対して取り外し可能になっている。本実施形態では、配管の途中にポンプを設けて、ボイラーで加熱された温水を注入口から加熱槽21内に注入し、排出口から排出させて、排出された温水を再度ボイラーに戻すようになっている。加熱槽21内の温水の温度を一定に保つためには、温水を循環させ、加熱を停止する場合には、ボイラーでの加熱およびポンプを停止する。

加熱部2は、加熱槽21に溜められた温水により、筒部本体12の外周面全体を加熱する。加熱部2により、処理槽1の外面が温められて、処理槽1の内部の被乾燥物を温めるようになっている。

加熱槽21の外面には、筒部本体12の長手方向中間位置において、筒部本体12の長手方向に対して直交する方向に支持軸81が固定されている。支持軸81を支持台82に回転可能に支持することにより、加熱槽21とともに処理槽1が支持台82に回転可能に支持される。

処理槽1を支持台82に回転可能に支持することにより、筒部本体12から蓋部11を取り外して処理槽内部を洗浄する際には、処理槽1を傾けて、作業を行いやすくし、乾燥処理時には、処理槽の長手方向が上下方向に向くように配置して乾燥を行う。

減圧装置3は、処理槽1の内部を減圧するために用いる。減圧装置3は、アスピレータ31と、水が貯留されるタンク32と、ポンプ33と、冷却装置34とを配管35で接続して構成される。アスピレータ31には、処理槽内に連通する連通配管36が接続され、アスピレータ31に水が流れる際に、連通配管36から処理槽1内の空気がアスピレータ31内に吸引されて、処理槽内の減圧が行われる。タンク32内には、フィルター37が設けられている。連通配管36には排気管が分岐されており、この排気間にバルブを設けている。

スクリューポンプ部4は、回転軸41と、回転軸41の外周面に螺旋状に一体に形成されるスクリュー42と、回転軸41を駆動させ、処理槽1の外部に配置されるポンプ用モータとなる第１モータ43と、回転軸41とともにスクリュー42が収納される円筒収納部44とを備える。

スクリューポンプ部4の回転軸41は、処理槽1の中心において筒部本体12の円筒軸方向に延びるように配置される。図３に示すように、回転軸41の下端部は、処理槽1の底部から外部に出されて第１モータ43に接続される。さらに、回転軸41の下部は、円筒収納部44に固定される第２軸受部材72で回転可能に支持され、回転軸41の上端部は、図１に示すように、処理槽1内の上部に固定される支持部材9により回転可能に支持される。第１モータ43は、図１および図３に示すように、第１軸受部材71に固定されたＬ字状の部材を介して処理槽1に支持されている。

スクリューポンプ部4の円筒収納部44は、図３に示すように、下端開口部をドーナツ状の円板部材45で閉鎖し、この円板部材45の底面側に回転軸41を回転可能に支持する第２軸受部材72が固定されている。この第２軸受部材72は、径方向中心部にリング状のシール部材72aと、ボール軸受72bと、回転軸41が挿通される筒部72cを備える。第２軸受部材72は、シール部材72aとボール軸受72bにより回転軸41を回転可能に支持し、筒部72cが第１軸受部材71のシール部材71aとボール軸受71bにより回転可能に支持される。

さらに、円筒収納部44は、第２軸受部材72を介して、第１モータ43とは別に設けられる円筒収納部回転用モータとなる第２モータ61で回転駆動させるようなっている。第２軸受部材72の筒部下端部外周には、第１ベベルギア62が形成されている。また、第２モータ61の駆動軸の先端部に第２ベべルギア63を設けて、第１ベベルギア62と、第２ベべルギア63とを介して、第２モータ61の駆動で第２軸受部材72を回転させることにより、円筒収納部44を回転させるようになっている。なお、第２モータ61は、図１及び図３に示すように、第１軸受部材71に固定される載置用の部材で支持されている。

また、円筒収納部44は、処理槽底部に配置される下端部に、円筒収納部44の外周囲に溜まっている被乾燥物を円筒収納部内に取り込むための取込口44aを形成している。円筒収納部44の上端部には、スクリュー42で搬送されてきた被乾燥物を円筒収納部44の外側に排出するための排出口44bを形成しており、前記支持部材9により円筒収納部44の上端部が回転可能に支持されている。

円筒収納部44を支持する支持部材9は、リング状の第１軸受部91と、リング状の第２軸受部92と、リング状の固定枠部93と、複数本の棒状連結部材94とから構成される。第１軸受部91は、回転軸41を回転可能に支持する。第２軸受部92は、円筒収納部44を回転可能に支持する。固定枠部93は、処理槽1の筒部本体12の内周面にボルトにより固定される。棒状連結部材94は、第１軸受部91と第２軸受部92と固定枠部93とを連結し、支持部材中心から放射状に延びている。

本実施形態では、回転軸41を回転させることによりスクリュー42を駆動させて、処理槽1の底部に溜まっている被乾燥物を、円筒収納部44の取込口44aから円筒収納部44内に取り込んで処理槽上部に搬送し、円筒収納部44の上部排出口44bから被乾燥物を排出するようになっている。

区画壁5は、スクリューポンプ部4の上部排出口44bよりも下方に配置され、スクリューポンプ部4の円筒収納部44と処理槽1の内面との間に形成される空間を円筒軸方向に複数に仕切って区画する。本実施形態では、区画壁5は３つ設けている。

区画壁5は、図２に示すように、ドーナツ状の円板部材から構成され、処理槽1の内面に固定される固定用枠部材10に回転しないように支持されている。

区画壁5は、外周面が処理槽の内面と接触する程度に、その外径が処理槽の内径よりわずかに小さく、内径が円筒収納部44が挿通可能な大きさとして、底面側に回転防止用の突起51を形成している。

固定用枠部材10は、径の異なるリングフレームを放射状に延びる棒状フレームで連結して構成され、外側リングフレームの外径を区画壁5の外径と等しくし、内側リングフレームの内径を区画壁の内径と等しくしている。

そして、固定用枠部材10の外側リングフレームを処理槽の内面にボルトにより固定して、この固定用枠部材10上に区画壁5を載せる。このとき、区画壁5の突起51を固定用枠部材10の棒状フレームに当接させることにより、区画壁5の回転が阻止されるようになっている。

各区画壁5には、被乾燥物を落下させるための落下用孔52が形成されている。落下用孔52は、中心側から径方向外方に延びる長方形をしており、各区画壁5にそれぞれ１箇所設けている。さらに、区画壁5を固定用枠部材10上に載せる際に、隣り合う区画壁の落下用孔52が軸方向に重ならないように配置する。このように落下用孔52の位置をずらすことにより、上部の落下用孔52からそのまま下部の落下用孔52を通って、処理槽の底部に被乾燥物が落下してしまうのを阻止することができる。

さらに、区画壁5と固定用枠部材10は熱伝導率の高い金属、例えばチタンまたはステンレスで形成している。本実施形態では、区画壁5の外周面を処理槽1の内面と接触させ、区画壁5の底面の一部を固定用枠部材10を介して処理槽1の内面と接触させた状態としているので、区画壁5は、加熱部2で温められた処理槽1の内壁の熱が伝わりやすく区画壁全体が十分に温まり、区画壁上に落下した被乾燥物が区画壁により温められる。

ブレード回転機構6は、円筒収納部44、第２モータ61、第２軸受部材72、第１ベベルギア62、第２ベべルギア63、そして、攪拌ブレード64により構成されている。

攪拌ブレード64は、各区画壁5の上面側に配置されるように、円筒収納部44の外周面にその一端が固定されており、円筒収納部44の軸心に対して放射状に延びるように配置されている。攪拌ブレード64は、円筒収納部44の回転により、区画壁5の上を回転するようになっている。

攪拌ブレード64は、区画壁上に落下した被乾燥物を所定の厚みに均すための均し用ブレード64aと、区画壁状に落下している被乾燥物を掻き込んで落下用孔52から落下させる掻取用ブレード64bとからなる。

均し用ブレード64aと、掻取用ブレード64bは、刃の部分を弾性変形可能な合成樹脂、例えば、フッ素樹脂で形成しており、これらの刃を棒状の支持部材に固定している。支持部材の円筒収納部44への固定位置は両ブレードとも同じ位置であるが、掻取用ブレード64bの刃先を常に区画壁5に接触させ、均し用ブレード64aの刃先が区画壁5の上面から離れるように刃の大きさを変えている。従って、区画壁5の上面から均し用ブレード64aの刃先まで所定の隙間が形成され、均し用ブレード64aが回転すると、この均し用ブレード64aにより被乾燥物が所定の厚みで均される。

また、掻取用ブレード64bは、刃を弾性変形させた状態で区画壁5に接触させるようにしており、区画壁上の被乾燥物の量が変動しても良好に被乾燥物を掻きとることができる。

本実施形態では、区画壁5の上に落下した被乾燥物を、均し用ブレード64aにより、区画壁上全体に亘るように均し、被乾燥物の区画壁5との接触率を上げて乾燥効率を良くするようにしている。そして、区画壁上に均されて加温された被乾燥物を、掻取用ブレード64bで掻き取りながら落下用孔52から落下させる。

均し用ブレード64aと掻取用ブレード64bは回転方向に180度離した状態に配置させている。このように各ブレードを配置することにより、被乾燥物を均し用ブレード64aで均して所定時間加温した後に掻取用ブレード64bで掻き取ることができるので、乾燥を効率良く行える。

本実施形態では、図２に示すように、スクリューポンプ部4の回転軸41と円筒収納部44は、互いに逆方向に回転するようになっている。

なお、本実施形態では、スクリューポンプ部4の各部品、区画壁5、攪拌ブレード64、第２軸受部材72、支持部材9は、処理槽1から着脱可能にしており、乾燥処理が終了した後、これらの部品を処理槽1から取り出して洗浄できるようにしている。

次に、本発明の乾燥装置を用いた乾燥方法について述べる。まず、処理槽1を傾けて筒部本体12から蓋部11を取り外し、処理槽1内にスクリューポンプ部4の各部品、区画壁5、固定用枠部材10など、洗浄するために取り出していた部品を取り付ける。

そして、筒部本体12に蓋部11を取り付けて、処理槽1を軸方向が上下方向に向くように配置する。加熱槽21に温水を溜めて加熱部2により処理槽1を加熱する。投入口11aから処理槽1内に水分を多く含んだ所定量の被乾燥物を投入する。このとき、被乾燥物を投入しながら、円筒収納部44を回転駆動させて攪拌ブレード64を回転させ、最上段の区画壁5に溜まる被乾燥物を下方の区画壁へと順次落下させていき、処理槽1の底部に被乾燥物を溜めていく。

被乾燥物の投入作業が終了すると、投入口11aを閉鎖して、処理槽1を密閉し、加熱部2により処理槽1を加熱しながら、スクリューポンプ部4を駆動するとともに、円筒収納部44を回転させて攪拌ブレード64も回転させる。処理槽1の底部に溜まっている被乾燥物は、スクリューポンプ部4により処理槽1の上部に搬送されて排出口から最上段の区画壁上に排出されていく。そして、均し用ブレード64aにより区画壁上に被乾燥物が均されて区画壁により被乾燥物が加温される。その後、掻取用ブレード64bで被乾燥物が掻き取れて落下用孔52から下方の区画壁5の上に落下していく。攪拌ブレードの回転動作により被乾燥物が処理槽1の底部まで落下していく。このように、スクリューポンプ部4による上方への搬送と、攪拌ブレード64による均しと落下動作を繰り返していく。

乾燥処理は、減圧処理だけでは、被乾燥物が断熱膨張により凍結を起こしてしまうおそれがあるので、本実施形態では、被乾燥物の凍結を防止するため、まず、減圧を行う前に加熱部2により処理槽内の被乾燥物が70℃以下に加温されるように処理槽を加熱する。

具体的には、加熱部2だけによる乾燥処理は、まず、被乾燥物を処理槽1に投入する前に、予め処理槽1の加熱を行っておく。次に、処理槽1内に投入された被乾燥物への加温を例えば30分間行う。このとき、処理槽1内の被乾燥物の温度が70℃となるように処理槽1の加熱部2による加熱（例えば温水の温度80℃）を行う。加熱部による処理槽の加熱温度は、被乾燥物の品質低下が起こらない温度で、かつ、減圧による凍結が起こらない温度としている。この加熱処理の段階で、被乾燥物が全体的に均一に加温される。

そして、次に、加熱部2の加熱を停止して、減圧装置3により処理槽1内を減圧しながら、スクリューポンプ部4による上方への搬送と、攪拌ブレード64による均しと落下動作を行う。本実施形態では、減圧処理は、アスピレータを用いて5〜80Torr（670〜10670Pa）となるように減圧する。被乾燥物から蒸発した水分は、アスピレータ内の駆動水で液化され、減圧装置の循環水中に取り込まれた不要物はフィルター37により除去される。また、被乾燥物の水溶性たんぱく質は循環水と共に回収する。そして、本実施形態では、被乾燥物の加温開始からの全体の乾燥時間を2〜3時間としている。

このように、被乾燥物を加温しておいて、処理槽内を減圧しながら、被乾燥物のスクリューポンプ部4による搬送と、区画壁5毎の攪拌を繰り返すことにより、被乾燥物を効率よく乾燥することができる。

本発明の真空乾燥装置は、おからなどのペースト状の食品材料を乾燥するのに好適である。

本発明の実施形態にかかる乾燥装置の一部断面を示した全体構成図である。 本発明の実施形態にかかる乾燥装置の処理槽の横断面図である。 図１における処理槽の下部の拡大断面図である。

符号の説明

1 処理槽
11 蓋部 11a 投入口 12 筒部本体 13 底部
2 加熱部 21加熱槽 22 筒状体
3 減圧装置
31 アスピレータ 32 タンク 33 ポンプ 34 冷却装置
35 配管 36 連通配管 37 フィルター
4 スクリューポンプ部
41 回転軸 42 スクリュー 43 第１モータ（ポンプ用モータ）
44 円筒収納部 44a 取込口 44b 排出口 45 円板部材
5 区画壁 51 突起 52 落下用孔
6 ブレード回転機構
61 第２モータ（円筒収納部回転用モータ）
62 第１ベベルギア 63 第２ベベルギア
64 攪拌ブレード 64a 均し用ブレード 64b 掻取用ブレード
71 第１軸受部材 71a シール部材 71b ボール軸受
72 第２軸受部材 72a シール部材 72b ボール軸受
72c 筒部
81 支持軸 82 支持台
9 支持部材
91 第１軸受部 92 第２軸受部 93 固定枠部 94 連結部材
10 固定用枠部材

Claims (5)

1. 気密可能で乾燥処理時に筒の長手方向が上下方向に配置される円筒の処理槽と、処理槽の外周を加熱する加熱部と、処理槽の内部を減圧する減圧装置とを備える乾燥装置において、
   処理槽の内部には、
   処理槽の中心において円筒軸方向に延び、乾燥処理時に処理槽底部の被乾燥物を処理槽上部に搬送して、上部排出口から排出するスクリューポンプ部と、
   スクリューポンプ部の上部排出口よりも下方に配置され、スクリューポンプ部と処理槽の内面との間に形成される空間を円筒軸方向に複数に仕切って区画する区画壁と、
   各区画壁の上面側に、円筒軸心に対して放射状に延び、円筒軸心を中心として回転可能に配置される攪拌ブレードを備えるブレード回転機構とを備え、
   各区画壁は被乾燥物を落下させるための落下用孔を隣り合う区画壁の孔が軸方向に重ならないように有することを特徴とする乾燥装置。
2. 区画壁の落下用孔は、各区画壁にそれぞれ１箇所、隣り合う区画壁の孔が軸方向に重ならないように設けていることを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
3. 区画壁が熱伝導率の高い材料で形成され、区画壁の外周端面を処理槽の内面に接触させていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の乾燥装置。
4. ブレード回転機構の攪拌ブレードは、区画壁上に落下した被乾燥物を所定の厚みに均すための均し用ブレードと、区画壁状に落下している被乾燥物を掻き込んで落下用孔から落下させる掻取用ブレードとを備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の乾燥装置。
5. スクリューポンプ部は、回転軸と、回転軸の外周面に螺旋状に一体に形成されるスクリューと、回転軸を駆動させ、処理槽の外部に配置されるポンプ用モータと、回転軸とともにスクリューが収納され、下端部に被乾燥物を取り込む取込口と上端部に被乾燥物を排出する排出口を有する円筒収納部とを備え、
   ブレード回転機構は、スクリューポンプ部の円筒収納部と、円筒収納部の外周に径方向に延びるように固定される攪拌ブレードと、円筒収納部を回転させる円筒収納部回転用モータとを備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の乾燥装置。

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