JP2006214679A - 回転式定温乾燥機と定温乾燥方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被乾燥物を不用意に燃焼させたり、炭化させたり、焦がしたりすることなく、均一な定温で効率よく乾燥させる回転式定温乾燥装置とその方法の提供。
【解決手段】
わずかに水平から傾斜した横長の内筒３と外筒４とからなる２重筒型構造に形成し、その内筒と外筒の間隙に加熱オイルを注入、充填、流出し得るように構成した回転式乾燥炉１と、保温性に優れたオイルを加熱装置により加熱し、これを熱源として回転炉の内筒の内周面を定温加熱面となし、この加熱オイルで温められた定温加熱面に被乾燥物を直接接触させた直接熱伝達方式により乾燥させるようになすが、この際、回転炉の加熱面を回転運動させるとともに、必要に応じて回転炉の内筒の内周面に攪拌・掻上羽根を突設して、可及的に定温加熱面に被乾燥物を直接接触させながら攪拌移動させ、連続的に熱伝達効率良く定温乾燥を実現するようにした回転式定温乾燥機とその回転式定温乾燥方法である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被乾燥物を不用意に燃焼させたり、炭化させたり、焦がしたりすることなく、均一な定温で効率よく乾燥させる回転式定温乾燥機と回転式定温乾燥方法に関する。
本発明は、特に熱変性し易い食品材料、食品残渣、植物性残渣等を均一に乾燥するのに好適な定温乾燥機と定温乾燥方法である。

従来より、ロータリーキルンタイプ、ベルト式タイプ、バッチ式タイプ等各種の加熱方式乾燥機が存在しているが、本発明は、ロータリーキルンタイプの乾燥機である。当該ロータリーキルンタイプの乾燥機は、ドラムの回転運動と熱風の通気により、効率良く乾燥が行える方式のものである。子のような熱風乾燥方式は、対流するガス、空気などの熱風を熱源として被乾燥物を覆い熱交換されて乾燥する方法である。この方式は、熱源である熱風の温度管理が困難であるうえ、その熱風が衝当する面とそうでない面とでは熱伝達効率が大きく異なり、またその熱風の流速によっても熱交換率や温度が大きく異なるため、被乾燥物の一部に乾燥邑が生じ易く、極端な場合一部が焦げてしまったり、炭化してしまうことすらある。つまり、熱風乾燥方式では、被乾燥物の均一な定温乾燥は困難であった。

本発明者は、被乾燥物が、温度によって熱変性する食品材料やその他の有機質物等にあっては、従来の乾燥方式では品質の均等な乾燥を実現するのが難しく、効率的な定温乾燥に適していないことが解った。そこで、本発明者は、安定した一定温度による効率の良い熱伝導方式により、被乾燥物を均一に且つ確実に乾燥する方法と装置について開発することに努めた。そして鋭意研究の結果、本発明者らは、次のような技術的要素を組み合わせることにより課題を解決することができることを見出した。

第１に、一定温度に保ちながら長時間加熱するには保温性に優れたオイルを加熱し、これを熱源として固形材を温め加熱面を造るのが好ましい。そうすれば当該オイルの保温力によって長時間にわたって加熱面を温め続けるため、加熱面による定温加熱に適しているものとなる。
第２に、加熱オイルで温められた加熱面に被乾燥物を直接接触させる直接熱伝達方式により乾燥させるようにするのが効率的であり望ましい。
第３に、回転炉を内筒と外筒とからなる２重筒型構造に形成し、その内筒と外筒の間隙を加熱用オイルが充填できる空室となし、加熱オイルによって回転炉の内筒の内周面を温めて加熱面とすることが望ましい。
第４に、回転炉を加熱面とともに回転自在にすることにより、投入した被乾燥物を攪拌、移動させて被乾燥物が加熱面に効率よく均一に接触するようにすると良い。
第５に、必要に応じて回転炉の内筒の内周面に攪拌・掻上羽根を突設し、回転に伴って被乾燥物を攪拌したり、掻上げたりして、被乾燥物を加熱面にできるだけ長時間直接接触させるようにし、更に効率良く定温乾燥するように図るのが良い。
第６は、回転炉をわずかに水平から傾斜させることと、それを回転自在にすることと、回転式乾燥炉の先端部に投入口を設けるとともに基端部には取出口を設け、回転運動と重力作用により自動的に少しずつ移動しながら連続的に乾燥するようにすること。

以上、これらの技術要素を組み合わせることによって、可及的に定温の熱伝達効率をアップさせて、効率よく定温乾燥させるとともに、被乾燥物を投入しただけで連続的に効率の良く定温乾燥できるようにした。

特許を受けようとする第１発明は、わずかに水平から傾斜した横長の内筒と外筒とからなる２重筒型構造の回転炉を回転自在に形成し、その内筒と外筒の間隙を加熱用オイルが充填できる空室となし、当該空室の基端部には加熱オイル注入口を設けるとともに、当該空室の先端部には加熱オイル流出口を設け、また前記回転炉の先端部には被乾燥物投入口を設けるとともに、その基端部には被乾燥物取出部を設けてなる回転式乾燥炉と、加熱オイル貯留部と加熱部とからなり、加熱オイルを所定の温度に加熱できるオイル加熱装置との組み合せであって、当該オイル加熱装置から延出するオイル供給管を加熱オイル注入口に連結するとともに、当該オイル加熱装置から延出するオイル還流管を加熱オイル流出口に連結して加熱オイルが回転式乾燥炉とオイル加熱装置との間を循環し得るように構成し、オイル加熱装置で所定の高温に加熱された加熱オイルがオイル供給管を介して回転炉の基端部から空室内に供給され、空室内に充填された加熱オイルは、当該回転炉の回転に伴って空室内を移動しながら熱交換によって内筒の内周面を温め、定温加熱面となるようになし、その後当該加熱オイルを先端部の加熱オイル流出口から排出して、オイル還流管を介して前記オイル加熱装置に還流させ、オイル加熱装置で加熱オイルを再び所定の高温に加熱して循環するようになし、回転炉の内周面が加熱オイルにより温められて定温加熱面になった状態で回転している回転式乾燥炉内に被乾燥物を被乾燥物投入口から投入して、当該被乾燥物を回転する定温加熱面に直接接触させることを主体に熱伝達して乾燥させながら回転運動と重力の組み合わせにより先端部から基端部へ少しずつ移動させ、この間に十分乾燥させるようにした被乾燥物を被乾燥物取出部から取出し得るようにしたことを特徴とする回転式定温乾燥機である。

特許を受けようとする第２発明は、第１発明に記載する回転式乾燥炉が、わずかに水平から傾斜した横長の内筒と外筒とからなる２重筒型構造の回転炉を回転自在に形成し、その内筒と外筒の間隙に加熱用オイルが充填できる空室となし、当該空室の基端部には加熱オイル注入口を設けるとともに、当該空室の先端部には加熱オイル流出口を設け、また前記回転炉の先端部には被乾燥物投入口を設けるとともに、その基端部には被乾燥物取出部を設け、回転炉の内筒の内周面には、内方に攪拌・掻上羽根を突設け、回転炉の外筒の外周面には、保温材を装着するようにしたことを特徴とする第１発明に記載の回転式定温乾燥機である。

特許を受けようとする第３発明は、第１発明に記載するオイル加熱装置は、その加熱部を電気式ヒータとなし、貯留部に収納されている加熱オイルを所定の高温に加熱する方式のものであっても、または加熱部を燃焼ボイラーとなし、貯留部に収納されている加熱オイルを所定の高温に加熱する方式のものであってもよいことを特徴とする第１発明に記載の回転式定温乾燥機である。

当該第１発明から第３発明は、回転式定温乾燥機に関する物の発明である。本発明は、ロータリーキルンタイプに属する乾燥機であるが、その構成は、保温性に優れたオイルを加熱装置により加熱し、これを熱源として回転炉の内筒の内周面を定温加熱面となし、この加熱オイルで温められた定温加熱面に被乾燥物を直接接触させた直接熱伝達方式により乾燥させるようになすが、この際、回転炉の加熱面を回転運動させるとともに、必要に応じて回転炉の内筒の内周面に攪拌・掻上羽根を突設して、可及的に定温加熱面に被乾燥物を直接接触させながら攪拌移動させ、連続的に熱伝達効率良く定温乾燥を実現するようにした回転式定温乾燥機である。

特許を受けようとする第４発明は、わずかに水平から傾斜した横長の内筒と外筒とからなる２重筒型構造の回転炉を回転自在に形成し、その内筒と外筒の間隙を加熱オイルが充填できる空室となし、当該空室内に加熱オイルを注入、充填、流出し得るように構成した回転式乾燥炉と、加熱オイルを所定の高温に加熱できるオイル加熱装置とを組み合せ、オイル加熱装置で所定の高温に温めた加熱オイルを回転式乾燥炉の空室に注入し、充填して、回転炉の内筒の内周面を温めて定温加熱面となるようにした後、排出して前記オイル加熱装置に還流し、当該オイル加熱装置で加熱オイルを再び高温に温めて循環するようになしておき、内周面が定温加熱面になっている回転炉が回転している状態の中に被乾燥物を投入し、被乾燥物が回転する定温加熱面に直接接触しながら熱伝達することを主体として乾燥させるようにしたことを特徴とする回転式定温乾燥方法である。

当該第４発明は、回転式定温乾燥方法である。この方法は、保温性に優れ且つ温度管理の容易な加熱用オイルを用いており、これを熱源として定温加熱面となし、これに被乾燥物を直接接触しながら熱交換して乾燥させるが、これに当該加熱面の回転運動と、攪拌・掻上羽による攪拌作用により効率良く定温乾燥する方法である。

本発明は、加熱装置により保温性に優れたオイルを加熱し、これを熱源として回転炉の内筒の内周面を定温加熱面となし、この加熱オイルで温められた定温加熱面に被乾燥物を直接接触させた直接熱伝達方式により乾燥させるようになし、更に、回転炉の加熱面を回転運動させ、必要に応じて攪拌・掻上しながら先端部から基端部へゆっくり移動させ、連続的に熱伝達効率良く定温乾燥を実現するようにしたものである。その結果、被乾燥物は、不用意に燃焼したり、炭化したり、焦げたりせずに、全体を均一に定温加熱で乾燥させることができるようになった。したがって、加熱温度によって熱変性を起こすような食品材料や有機質物を確実に且つ均質に乾燥させることができる。

本発明は、回転炉の加熱面に被乾燥物を直接接触させることにより熱伝導効率をアップさせているので、効率の良い乾燥ができるようになったのである。

本発明は、回転炉の回転運動と、回転炉の内周面に突設した攪拌・掻上羽根による攪拌作用とによって、可及的に加熱面に被乾燥物を直接接触させる時間を長くすることによって、更に確実に且つ効率的に定温乾燥させることができるのである。

更に本発明は、回転炉をわずかに水平から傾斜しているうえ、回転運動させるので、重力により自動的にゆっくり移動し、その間に連続的に乾燥することができるのである。

以下、本発明にかかる回転式定温乾燥機を図示実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明にかかる回転式定温乾燥機の構成を示す要部縦断正面図であり、図２は、同回転式定温乾燥機の構成を示す平面図であり、図３は、回転式定温乾燥機の回転式乾燥炉の構造を示す縦断側面図である。

図１における図中１は回転式乾燥炉であり、２はオイル加熱装置である。当該回転式乾燥炉１は、わずかに水平から傾斜した横長の内筒３と外筒４とからなる２重筒型構造の回転炉５を形成する。すなわち当該回転炉５は、その先端部から基端部に向けてわずかに水平から傾斜するように構成されているうえ、回転自在である。このため、わずかに傾斜している回転炉５を回転させると、投入されている被乾燥物は重力により、先端部から基端部に向けて少しずつ移動することになる。

また当該回転炉５の内筒３と外筒４の間に加熱用オイルＡが充填できる空室６を形成している。また、当該空室６の基端部には加熱オイル注入口７を設けるとともに、当該空室６の先端部には加熱オイル流出口８が設けられている。更に前記回転炉５の先端部には被乾燥物投入口９を設けるとともに、その基端部には被乾燥物取出部１０が設けられている。また、当該回転炉５の内筒３の内周面３ａには、内方に攪拌・掻上羽根１１を突設するとともに、回転炉５の外筒４の外周面４ａには、グラスウールなどで構成された保温材１２を装着するようにした。この保温材１２により加熱オイルＡで温められた回転炉５の外筒４を保温して、外部への放熱損失を可及的に減少させ、熱源の有効利用を実現したものである。更に、図中１９は、回転炉５内の高温の空気を吸引して外に排除するための換気装置である。この換気装置１９は、被乾燥物から蒸発させた水分を豊富に含んだ空気を吸引・排除させて回転炉内の空気を流動させて乾燥効率が低下しないようにしたものである。加熱オイルによる回転炉の加熱と、回転炉内の湿気を含んだ空気を排除し換気させることを同時に行うことにより、被乾燥物の乾燥効率を更に高めることが出来るので望ましい。

更に、回転炉５は回転自在に構成されているが、その実施例では、回転用レール１５と回転ローラー１６と駆動モーター１７とで構成されている。例えば、図中１５、１５は、回転炉５の外周に設けられた回転用レールであり、１６，１６は回転炉５を回転させるための回転ローラーであり、当該回転ローラー１６，１６と回転用レール１５，１５とが係合して、回転炉５が回転自在に構成されている。図中１７は、回転炉５を回転させるための回転ローラー１６を駆動させるための駆動モーターである。図中１８は、回転炉５をわずかに水平から傾斜した状態にするための高さ調整用の脚部である。

図中２は、図示しない加熱オイル貯留部と加熱部とからなるオイル加熱装置であるが、これは加熱オイルＡを所定の温度に加熱するための装置である。当該オイル加熱装置２は、具体的には電気ヒータにより加熱オイルを所定の高温に加熱する方式でもよいし、重油などのボイラーにより加熱オイルを所定の高温に加熱する方式のものであっても良いこと勿論である。

当該オイル加熱装置２から延出するオイル供給管１３は加熱オイル注入口７に連結しており、また当該オイル加熱装置２から延出するオイル還流管１４は加熱オイル流出口８に連結していて、加熱オイルＡが回転式乾燥炉１とオイル加熱装置２とを循環し得るように構成している。尚、このときの加熱オイルＡの循環方向は、必要に応じて正逆いずれの方向でも良いこと勿論である。

図示実施例では、オイル加熱装置２で高温（１８０℃〜２００℃）に加熱された加熱オイルＡがオイル供給管１３を介して回転炉５の基端部から空室６内に供給され、充填された加熱オイルＡは、当該回転炉５の回転に伴って空室６内を移動しながら熱交換によって内筒３の内周面３ａをほぼ均一な定温加熱面となるように温め、やがて熱交換した後の加熱オイルＡを先端部の加熱オイル流出口８から排出し、オイル還流管１４を介して当該オイル加熱装置２に還流され、そこで再び高温に加熱され循環するように構成されている。

そのうえで、回転炉５の内周面が加熱オイルＡによりほぼ均一な定温に温めながら回転運動している回転炉５内に、被乾燥物を被乾燥物投入口９から投入する。すると、当該被乾燥物は、回転する定温加熱面に直接接触しながら熱交換して乾燥させながら回転運動と重力によって先端部から基端部へゆっくり移動し、その間に充分に定温乾燥した被乾燥物を被乾燥物取出部１０から取出すことができる。

前記回転式定温乾燥機を利用した定温乾燥方法は、保温性に優れ且つ温度管理の容易な加熱用オイルを用いており、これを熱源としてしるので、回転炉の内周面を定温加熱面にすることが容易にできるし、これに被乾燥物を直接接触しながら熱交換して定温乾燥させることができる。しかも、当該回転炉の加熱面の回転運動と、攪拌・掻上羽根による攪拌作用の組み合せにより、更に効率良く定温乾燥させることができる。

本発明にかかる回転式定温乾燥機の構成を示す要部縦断正面図である。 本発明にかかる回転式定温乾燥機の構成を示す平面図である。 本発明にかかる回転式定温乾燥機の回転式乾燥炉の構造を示す縦断側面図である。

符号の説明

１：回転式乾燥炉
２：オイル加熱装置
３：内筒
３a：内周面
４：外筒
４a：外周面
５：回転炉
６：空室
７：加熱オイル注入口
８：加熱オイル流出口
９：被乾燥物投入口
１０：被乾燥物取出部
１１：攪拌・掻上羽根
１２：保温材
１３：オイル供給管
１４：オイル還流管
１５：回転用レール
１６：回転ローラー
１７：駆動モーター
１８：脚部
１９：換気装置
A：加熱オイル

Claims (4)

1. わずかに水平から傾斜した横長の内筒と外筒とからなる２重筒型構造の回転炉を回転自在に形成し、その内筒と外筒の間隙を加熱用オイルが充填できる空室となし、当該空室の基端部には加熱オイル注入口を設けるとともに、当該空室の先端部には加熱オイル流出口を設け、また前記回転炉の先端部には被乾燥物投入口を設けるとともに、その基端部には被乾燥物取出部を設けてなる回転式乾燥炉と、
   加熱オイル貯留部と加熱部とからなり、加熱オイルを所定の温度に加熱できるオイル加熱装置との組み合せであって、
   当該オイル加熱装置から延出するオイル供給管を加熱オイル注入口に連結するとともに、当該オイル加熱装置から延出するオイル還流管を加熱オイル流出口に連結して加熱オイルが回転式乾燥炉とオイル加熱装置との間を循環し得るように構成し、
   オイル加熱装置で所定の高温に加熱された加熱オイルがオイル供給管を介して回転炉の基端部から空室内に供給され、空室内に充填された加熱オイルは、当該回転炉の回転に伴って空室内を移動しながら熱交換によって内筒の内周面を温め、定温加熱面となるようになし、その後当該加熱オイルを先端部の加熱オイル流出口から排出して、オイル還流管を介して前記オイル加熱装置に還流させ、オイル加熱装置で加熱オイルを再び所定の高温に加熱して循環するようになし、
   回転炉の内周面が加熱オイルにより温められて定温加熱面になった状態で回転している回転式乾燥炉内に被乾燥物を被乾燥物投入口から投入して、当該被乾燥物を回転する定温加熱面に直接接触させることを主体に熱伝達して乾燥させながら回転運動と重力の組み合わせにより先端部から基端部へ少しずつ移動させ、この間に十分乾燥させるようにした被乾燥物を被乾燥物取出部から取出し得るようにしたことを特徴とする回転式定温乾燥機。
2. 請求項１に記載する回転式乾燥炉が、わずかに水平から傾斜した横長の内筒と外筒とからなる２重筒型構造の回転炉を回転自在に形成し、その内筒と外筒の間隙に加熱用オイルが充填できる空室となし、当該空室の基端部には加熱オイル注入口を設けるとともに、当該空室の先端部には加熱オイル流出口を設け、
   また前記回転炉の先端部には被乾燥物投入口を設けるとともに、その基端部には被乾燥物取出部を設け、
   回転炉の内筒の内周面には、内方に攪拌・掻上羽根を突設け、回転炉の外筒の外周面には、保温材を装着するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の回転式定温乾燥機。
3. 請求項１に記載するオイル加熱装置は、その加熱部を電気式ヒータとなし、貯留部に収納されている加熱オイルを所定の高温に加熱する方式のものであっても、または加熱部を燃焼ボイラーとなし、貯留部に収納されている加熱オイルを所定の高温に加熱する方式のものであってもよいことを特徴とする請求項１に記載の回転式定温乾燥機。
4. わずかに水平から傾斜した横長の内筒と外筒とからなる２重筒型構造の回転炉を回転自在に形成し、その内筒と外筒の間隙を加熱オイルが充填できる空室となし、当該空室内に加熱オイルを注入、充填、流出し得るように構成した回転式乾燥炉と、加熱オイルを所定の高温に加熱できるオイル加熱装置とを組み合せ、オイル加熱装置で所定の高温に温めた加熱オイルを回転式乾燥炉の空室に注入し、充填して、回転炉の内筒の内周面を温めて定温加熱面となるようにした後、排出して前記オイル加熱装置に還流し、当該オイル加熱装置で加熱オイルを再び高温に温めて循環するようになしておき、
   内周面が定温加熱面になっている回転炉が回転している状態の中に被乾燥物を投入し、被乾燥物が回転する定温加熱面に直接接触しながら熱伝達することを主体として乾燥させるようにしたことを特徴とする回転式定温乾燥方法。

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