JP2012149847A - オートクレーブ機能付き遠赤外線加熱乾燥機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高圧蒸気滅菌が可能なオートクレーブ処理であり、高加圧水蒸気を用いて、被対象処理物に付着する細菌、結核菌、芽胞、真菌、ウイルスを物理的に滅菌処理すると同時に、乾燥機内にある電気プレートヒーターを内蔵したセラミック製の部材は、内部に遠赤外線による加熱を行うので、バーナ燃焼時のような廃棄ガスを排出しないためクリーンであり、重油または灯油類の熱源より省エネルギーであり、更に加熱時間の短縮が可能であり、被対象処理物の均一加熱乾燥を実現した乾燥機となる。
【選択図】図1
Description
例えば小型なものには、家庭内の家電の多くに採用される電気式乾燥機や、他にも衣類等を乾燥させるため灯油や都市ガス、プロパンガス等を燃料に使用するガス式乾燥機などがあり、大型なものには、高熱源を要する乾燥または燃焼システムがあり、焼成炉に代表される蒸気・熱媒油を熱源とした熱媒式や、こちらも電気式、ガス化式などの技術が確立されている。
特許文献2には、蒸気特定温度域が、例えば1050℃に達しないと炉心が作動を開始しない、従来から存在する焼成炉がある。
特許文献4には、オートクレーブ使用後に、底部側に水分量の残留を低減させやすく、かつ腐食防止作用のある配管系を工夫したものがある。
参考までに、汚泥系被対象処理物における再資源化方法と、その用途例の一例を追記する。
1)焼成処理・・・<粒状> 建設汚泥を利用目的に応じて形成したものを、1000℃ 程度の温度で焼成固化する処理技術。焼成材は、高強度・軽量性・保水性などの特長 を有する。
2)溶融処理・・・<粒状、塊状> 焼成処理よりも高温で固形分を溶融状態にした後に 冷却し、固形物にする技術。
3)脱水処理・・・<脱水、ケーキ> 含水比の高い土から水を絞り出す技術。機械力を 利用した機械式脱水処理と重力などを利用した自然式脱水処理に大別される。
4)乾燥処理・・・<土、粉体> 土から水を蒸発させることにより含水比を低下させ、 強度を高める技術。天日乾燥などの自然乾燥や熱風などによる機械式乾燥がある。
5)安定処理・・・<改良土> 軟弱な土にセメントや石灰等の固化材を添加混合し、施 工性を改善すると同時に強度の発現・増加を図る化学的処理技術。固化材の添加量に よって強度の制御が可能である。
特許文献6には、本発明の考え方に類似し、遠赤外線加熱を利用した流体加熱装置およびそれを用いた流体処理装置である。
本発明のオートクレーブ機能付き遠赤外線加熱乾燥機の回転ドラム形状は、図1に示すとおり、円柱横型ドラム10aまたは、円柱縦型10b、円形傾斜型ドラム10cであってもよく、円錐形を合わせたいわゆる建設現場で使用されるポットミキサー型10dであってもよい。
オートクレーブ蒸気噴射弁31は、蒸気噴射弁先端のノズルより飽和水蒸気を供給し、その所定温度を100℃から200℃に設定することが可能であり、所定圧力は100kPaG以上1.5MPaGまでの設定が可能である。
細菌・・・ブドウ球菌、黄色ブドウ球菌、O−157、サルモネラ菌、菌病原性大腸菌、など。
1)結核菌・・・好気性桿菌、ヒト型結核菌、ウシ型結核菌、ネズミ型結核菌、など。
2)芽胞・・・炭疽菌、セレウス菌(食中毒の一種)、枯草菌、納豆菌、破傷風菌、など 。
3)真菌(カビ)・・・白癬菌(水虫)、たむし、カンジタ症、アスペルギルス症、など 。
4)ウイルス・・・インフルエンザウイルス、ヘルペスウイルス、エイズウイルス、など 。
そのため、図4に示すとおり、その後の二酸化チタン(光触媒)コーティングを塗膜した専用の送風冷却乾燥機50では、滅菌処理後の骨材が通過中には、送風冷却処理51の処理過程後、追加の処理工程として紫外線灯消毒器での消毒処理52を実施してもよい。(UV−TiO2)
この作業工程を加えることにより、被対象処理物に相当量に含有または付着する汚染物質を、紫外線の作用で微生物のDNA中にチミンダマーを生成させて死滅させるため、被対象処理物の表面や乾燥中の気体に対して無害化することが可能となる。これを紫外線−二酸化チタン作用プロセスと呼ぶ。
本発明で採用する回転ドラム10は、ドラムの回転速度を任意に制御可能な制御システムにより運転される。また、回転ドラムの駆動は、ドラムの外周にモーターによる駆動装置11を備える。
本発明で採用する回転軸30は、各種配管弁を設置した筒状のものと、外側を包む二重構造となるが、場合によっては、ステンレス鋼製または鋼合金製であってもよい。
被対象処理物を高加圧蒸気によるオートクレーブ滅菌処理を行うことにより、蒸気温度を高めて細菌類のタンパク質を破壊し死滅させ、被対象処理物を無害化することが可能である。
1)115℃(0.7kgf/cm2)30分間
2)121℃(1.1kgf/cm2)20分間
3)126℃(1.4kgf/cm2)15分間
本発明の回転ドラム等を構成する素材を、電気プレートヒーターを内蔵したセラミック製にすることにより、従来の多くのボイラー式の火力バーナより安全で、かつ排気は水蒸気であるためクリーンであり、真空密閉も可能な機密性を有しているため、重油や灯油等の燃料方式よりも省エネルギーであり、遠赤外線効果により加熱時間の短縮が可能であり、被対象処理物の均一加熱を実現することが可能である。
従来の被対象処理物となる建設発生土や建設・浚渫汚泥類は、遠心分離機等で水分を分離し粒度を分級している。その後の通常では、見た目の判断で有害か否かを判断していた。しかしこれでは再利用先での埋戻しや埋立てでも、環境を悪化させているかどうかは判らなかった。
「実施例1」
実施例1では、被対象処理物となる産業廃棄物の、建設発生土および、下水道・河川・港湾等から浚渫された汚泥類を、電気プレートヒーター内臓のセラミック製回転ドラムで攪拌しながらオートクレーブ(高圧蒸気滅菌)することにより、被対象処理物を無害化し、安全・安心なリサイクル土として利用可能な製品事例について説明する。
実施例2では、被対象処理物となる産業廃棄物の汎用性について説明する。
実施例1では、建設発生土および、下水道・河川・港湾等から浚渫された汚泥類を被対象処理物としていたが、
実施例2では、本発明のオートクレーブ(高圧蒸気滅菌)方式の採用により、採石および窯業廃土、陶磁器くず、石炭灰、廃プラスチック、廃ゴム、木くずを含む建設廃材、ガラスカレット、粒状金属類等の安定型産業廃棄物も、同様に高加圧蒸気滅菌処理装置として利用が可能である。
実施例3では、電気プレートヒーターを内蔵したセラミック製の遠赤外線加熱の理論について説明する。
11・・・回転ドラム駆動装置
20・・・攪拌羽
30・・・回転軸
40・・・電磁石開閉扉
10a・・・円柱横型回転ドラムの形状
10b・・・円柱縦型回転ドラムの形状
10c・・・円柱傾斜型回転ドラムの形状
10d・・・円錐合わせ型回転ドラムの形状
31・・・オートクレーブ蒸気噴射弁
32・・・吸引減圧弁
33・・・送風排気弁
50・・・送風冷却装置
51・・・送風装置
52・・・紫外線照射灯
60・・・振動ベルトコンベアー
70・・・振動ふるい機またはトロンメル等
80・・・保管ヤード
81および82・・・オートクレーブにより無害化され粒度調整されたリサイクル土
90・・・被対象処理物
Claims (8)
- 本発明のオートクレーブ機能付き遠赤外線加熱乾燥機の主たる部材は、
回転ドラム10および、攪拌羽20、回転軸30、電磁石開閉扉40であるが、
これらの部材は電気プレートヒーターを内臓したセラミック製であり、所定温度を維持・加熱するための、サーモスタット温度センサーおよびシーケンス制御機能をもつ電気プレートヒーターである
ことを特徴とする乾燥機。 - 本発明のオートクレーブ機能付き遠赤外線加熱乾燥機の回転ドラムは、
ドラムの回転速度を任意に設定制御可能な装置と、ドラムの外周にモーターによる駆動装置を備える
ことを特徴とする乾燥機。 - 本発明のオートクレーブ機能付き遠赤外線加熱乾燥機の攪拌羽は、
被対象処理物の強度や処理質量に応じて、羽の枚数、羽の取付け勾配、羽の形状が変えられるものであり、また、被対象処理物によっては、セラミック製の攪拌羽からステンレス鋼製、鋼合金製などに変えられる
ことを特徴とする乾燥機。 - 本発明のオートクレーブ機能付き遠赤外線加熱乾燥機の回転軸は、
内側のステンレス鋼製等の筒状部材には、オートクレーブ蒸気噴射弁と、吸引減圧弁、送風排気弁とが内蔵されており、その外側をセラミック製の筒状で覆われている
ことを特徴とする乾燥機。 - 本発明のオートクレーブ機能付き遠赤外線加熱乾燥機の電磁石開閉扉は、
オートクレーブ高加圧滅菌処理を効率良く行うため、回転ドラム内部の作業時の定圧保持と、真空減圧を含む減圧時の気圧を制御するため、電磁石により回転ドラム本体と扉とを開閉する
ことを特徴とする乾燥機。 - 本発明のオートクレーブ機能付き遠赤外線加熱乾燥機の機能には、
高加圧蒸気によるオートクレーブ滅菌処理と、電気プレートヒーター内臓セラミック製部材による遠赤外線乾燥処理機能とを併せ持つ
ことを特徴とする乾燥機。 - 本発明のオートクレーブ機能付き遠赤外線加熱乾燥機に任意で付帯する送風冷却装置には、
内壁に二酸化チタン(光触媒)コーティングが塗膜してあり、従来のプロペラファン等の送風冷却装置に加え、紫外線照射灯により消毒処理を行うことができる
ことを特徴とする乾燥機付帯システム。 - 本発明のオートクレーブ滅菌処理および、遠赤外線加熱乾燥により、
建設発生土および、下水道・河川・港湾等の浚渫汚泥類または、安定型産業廃棄物の無害化を行う
ことを特徴とするリサイクル原料の製造方法。
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