JP2013060235A - アーチング防止用貯蔵容器、アーチング防止装置、及び、それを用いた貯蔵物の処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】貯蔵物投入口13を上方に備え、貯蔵物排出口13’を下方に備え、側壁に貫通するように複数のエアー供給孔5が形成された容器本体2’と、前記容器本体2’の側壁の内面に沿って設けられた通気性を有するシート3とを備えたアーチング防止用貯蔵容器2。
【選択図】図1
Description
サイロ内壁面を平滑にしてアーチング発生の起点を設けないようにする技術、予め流動乾燥機等により、貯蔵物を約100℃の熱風に約5分間潜らせて、水分含有を概ね14%以下に水分調整して、サイロに貯蔵する技術、貯蔵後もサイロ底部で凝縮するのを防止するため、移し替え工程を実施する技術、等がある。
しかしながら、上記技術によってもアーチングの抑制には十分であるとは言えない。そのため、アーチングが発生した場合は作業員がハンマーや棒等でサイロの外側から衝撃を与えてサイロ内のアーチングを崩しているが、崩れないときは、サイロ内部に作業員が入り、バキューム機によって吸い上げて、別のサイロへ移し替えている。しかしながら、このような作業は、崩落事故や酸素欠乏の恐れがあるため危険を伴い、またサイロ容量が数十トン級であるため、移し替え作業に時間と労力、多額な費用を費やしている。
(1)容器本体へエアー供給孔からエアーを供給することで、エアーがシート及び容器本体の隙間や、通気性を有するシートを通過し、これによりエアーが拡散されて供給孔から離れたところまで到達する。このため、エアーによって貯蔵物が広範囲に亘って乾燥され、容器本体内で広範囲に亘ってアーチングの発生を良好に抑制することができる。
(2)容器本体へエアー供給孔からエアーを供給することで、容器本体内に充填した貯蔵物を乾燥させることができるため、従来のように、流動乾燥機を使用して貯蔵物を予め乾燥させる必要が無くなり、それに伴う大掛かりな設備やスペースも必要が無くなる。
(3)充填後に、水分調整がうまくいかず、万一アーチングが発生しても、再び容器本体へエアー供給孔からエアーを供給して貯蔵物を乾燥させることで、容易にアーチングを解消させることができる。従って、作業員が手作業でアーチングを崩すといった作業の必要が無くなり、崩落事故や酸素欠乏といった危険から解放される。
本発明の実施形態に係るアーチング防止装置100の構成について、図を用いて詳細に説明する。図1に、本発明の実施形態に係るアーチング防止装置100の模式図を示す。アーチング防止装置100は、アーチング防止用貯蔵容器2を備えている。
アーチング防止用貯蔵容器2は、貯蔵物投入口13を上方に備え、貯蔵物排出口13’を下方に備え、側壁に貫通するように複数のエアー供給孔5が形成された容器本体2’と、容器本体2’の側壁の内面に沿って設けられた通気性を有するシート3とを備えている。容器本体2’は、円筒状に形成されている。容器本体2’は、その他、多角柱状に形成されていてもよく、さらに縦断面がテーパ状にされたものであってもよい。容器本体2’の側壁の内面は、充填される貯蔵物1がアーチングを発生する原因となるような突起部等の障害物が無い平滑な面に形成されている。容器本体2’は、特に限定されないが、例えば、鉄、ステンレスなどの金属材料又はコンクリート等を用いて形成することができる。容器本体2’の大きさは、特に限定されないが、典型的には、円柱状に形成する場合、半径1〜2mの底面とし、高さを10〜20mとする。
さらに、このうち、穀粉としては、小麦粉、米粉、とうもろこし粉、大麦粉、燕麦粉、ライ麦粉、ライ小麦粉、ソルガム粉、アワ粉、キビ粉、ヒエ粉、シコクビエ粉、蕎麦粉、キノア粉、きな粉等が挙げられる。
でん粉としては、コーンスターチ、小麦でん粉、米でん粉、もろこしでん粉、タピオカでん粉、馬鈴薯でん粉、甘藷でん粉、緑豆でん粉、クズでん粉、カタクリでん粉、ワラビでん粉、サゴでん粉及び/又はアセチル化アジピン酸架橋でん粉、アセチル化リン酸架橋でん粉、アセチル化酸化でん粉、オクテニルコハク酸でん粉ナトリウム、酢酸でん粉、酸化でん粉、ヒドロキシプロピルでん粉、ヒドロキシプロピル化リン酸架橋でん粉、リン酸モノエステル化リン酸架橋でん粉、リン酸化でん粉、リン酸架橋でん粉等が挙げられる。
飼料や肥料としては、焼却灰、草木灰、骨粉、魚粉、鶏糞、牛糞、馬糞や、小麦ふすま、米糠、麦糠、コーンハルのうちから任意に選択された一種類または二種類以上を原料とするものが挙げられる。
粕としては、脱脂及び/又は搾って、加熱乾燥させた大豆粕、菜種粕、綿実粕、とうもろこし粕、紅花粕、ごま粕、落花生粕、やし、パーム核粕、オリーブ粕、ひまわり粕などの油糧粕や、コーヒー粕、酒粕、ビール粕、魚粕、みりん粕、ウィスキー粕、ジュース粕、豆腐粕、醤油粕、デンプン粕、緑茶粕、紅茶粕、ウーロン茶粕等が挙げられる。
糖類としては、グラニュー糖、上白糖、ザラ糖、ブドウ糖、果糖、麦芽糖、乳糖等が挙げられる。
化学品としては、硫酸カリウム、四ほう酸ナトリウム十水和物、酢酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、ホウ酸、苛性ソーダ、消石灰、生石灰、炭酸カルシウム、尿素、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム等が挙げられる。
粉末調味料としては、砂糖、食塩、粉末醤油、粉末味噌、カツオエキスパウダー、昆布エキスパウダー、ホタテエキスパウダー、シイタケエキスパウダー、カニエキスパウダー、エビエキスパウダー、ウナギエキスパウダー、ポークエキスパウダー、ビーフエキスパウダー、チキンエキスパウダー、フルーツパウダー、梅肉パウダー、カレーパウダー等が挙げられる。
食品添加物としては、L−アスパラギン酸ナトリウム、DL−アラニン、L−アルギニンL−グルタミン酸塩、塩化カリウム、クエン酸一カリウム、クエン酸三カリウム、クエン酸三ナトリウム、グリシン、アジピン酸、クエン酸、グルコノデルタラクトン、DL−酒石酸、フマル酸、フマル酸一ナトリウム、DL−りんご酸、トレハロース、アスパルテーム、アセスルファムカリウム、キシリトール、グリチルリチン酸二ナトリウム、サッカリン、サッカリンナトリウム、食用赤色2号、食用赤色3号、食用赤色40号、食用赤色102号、食用黄色4号、食用黄色5号、食用緑色3号、食用青色1号、食用青色2号、エチルバニリン、バニリン、dl−メントール、L−アスコルビン酸、L−イソロイシン、クエン酸カルシウム、グリセロリン酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、炭酸カリウム、ソルビン酸カリウム、アルギン酸ナトリウム等の添加物及び/又はそれらを使用した製剤等が挙げられる。
粉末加工食品としては、粉ミルク、ジュース、ココア、コーヒー、茶、にんじん、ごぼう、キャベツ、ほうれん草、粉チーズ等の液体及び/又は固形物を粉末化したもの等が挙げられる。
香辛料としては、唐辛子、山椒、こしょう、ターメリック、ローレル、シナモン、バジル、ハーブ等の香辛料を粉末化したもの等が挙げられる。
穀類としては、米、小麦、トウモロコシ、大麦、燕麦、ライ麦、ライ小麦、ソルガム、アワ、キビ、ヒエ、トウジンビエ、シコクビエ、蕎麦、センニンコク、キノア等が挙げられる。
豆類としては、大豆、落花生、インゲンマメ、小豆、ササゲ、エンドウ、リョクトウ、ソラマメ、ヒラマメ、ヒヨコマメ、キマメ等が挙げられる。
また、アーチング防止用貯蔵容器2は、穀物等を貯蔵するためのサイロであってもよく、その他の粉体又は粒体を貯蔵するためのタンクであってもよい。
次に、本発明の実施例に係るアーチング防止装置100を用いた貯蔵物1の処理方法について、図を用いて詳細に説明する。
まず、アーチング防止装置100を準備し、所定量の貯蔵物1を、側壁の内面に沿って通気性を有するシート3が設けられた容器本体2’へ貯蔵物投入口13から投入し、貯蔵物投入口13を閉じる。
一方、エアー供給装置10において、コンプレッサー9’でエアーを圧縮し、圧縮エアーの水分をドライヤー9で除し、エアータンク8に貯蔵しておく。
続いて、貯蔵物1の貯蔵量を測定する測定部4で、貯蔵物1の容器本体2’内における位置を確認しながら、貯蔵物1が設けられている部位にエアー供給装置10からのエアーを、エアー供給孔5から供給する。このとき、エアー供給装置10からのエアーが通るエアー配管7のエアー調整弁6を用いて測定部4によって得られた貯蔵物の位置情報を元に、エアーの供給が必要な位置では弁を開放して必要量を供給し、エアーの供給が必要でない位置では弁を閉じてエアーの供給を止めてもよい。また、エアーを容器本体2’内に断続的に供給してもよく、連続して供給してもよい。
エアー供給孔5から容器本体2’内に供給されたエアーは、シート3及び容器本体2’の隙間や、通気性を有するシート3を通過し、これによりエアーが拡散されてエアー供給孔5から離れたところまで到達することで、広範囲に亘って貯蔵物1を乾燥する。
上記エアーの供給と共に、或いは、その前の貯蔵物1の投入時から、必要であれば貯蔵物1のアーチング防止用貯蔵容器2外への飛散を抑制するために、排気ファン19を回し飛散した貯蔵物1を、集塵機18を通じて吸い込み、吸い込んだ貯蔵物1は集塵機18のフィルター18’で回収され、空気だけが排気ダクト20を通して排気される。
このように貯蔵していた貯蔵物1をアーチング防止装置100から排出するときは、排出モーター14を作動させるが、このとき、排出ギヤ15で排出モーター14の回転スピードを落とし、トルクを大きくして回転羽根を回す。このようにして、回転羽根で貯蔵物1を掻き出して、排出フィーダー12から排出させる。
さらに、容器本体2’へエアー供給孔5からエアーを供給することで、容器本体2’内に充填した貯蔵物1を乾燥させることができるため、従来のように、流動乾燥機を使用して貯蔵物1を予め乾燥させる必要が無くなり、それに伴う大掛かりな設備やスペースも必要が無くなる。
さらに、充填後に、水分調整がうまくいかず、万一アーチングが発生しても、再び容器本体2’へエアー供給孔5からエアーを供給して貯蔵物1を乾燥させることで、容易にアーチングを解消させることができる。従って、作業員が手作業でアーチングを崩すといった作業の必要が無くなり、崩落事故や酸素欠乏といった危険から解放される。
(実施例1〜12)
(試験装置)
本発明の実施例1〜12として、図2に示すアーチング防止装置200を準備した。図2は、アーチング防止装置200の各構成部材の模式図を示している。アーチング防止装置200は、実施例として実際に用いられるものよりスケールが小さく設計され且つ簡略化されている。具体的には、アーチング防止装置200は、アーチング防止用貯蔵容器210及びアーチング防止用貯蔵容器210のエアー供給孔29にエアーを供給するエアー供給装置(不図示)を備えている。供給するエアーは、圧力0.4MPa/cm2で、且つ、湿度が4%のドライエアーである。
アーチング防止用貯蔵容器210は、貯蔵物投入口40を上方に備え、貯蔵物排出口40’を下方に備え、側壁に貫通するように複数のエアー供給孔29が形成された容器本体21と、容器本体21の側壁の内面に沿って設けられた通気性を有するシート23とを備えている。
容器本体21は、断面半径6cm且つ高さ30cmのアクリル製の円筒管である。
エアー供給孔29は、内径4mm(エアーを供給するホースの外径8mm)の円状に形成されており、容器本体21の下方から2cm、10cm、18cmの高さに、それぞれ周方向に等間隔に4箇所(合計3×4=12箇所)形成されている。
通気性を有するシート23は、ポリエステル製の布で形成されており、容器本体21の内面全体に沿うように固定して設けられている。
容器本体21の貯蔵物投入口40には、後述のおもりを載せるためのアクリル板22が設けられている。アクリル板22の主目的は、シート23の上部を布押えリング24で挟んで押えることと、アクリル板22’及び全ネジボルト34を通して、円筒管21を挟んで押えることである。アクリル板22には貯蔵物に荷重を加えられるように孔を開けている。当該アクリル板22の平面図を図3に示す。
容器本体21の下方には、貯蔵物を貯蔵物排出口40’へ掻き出すための回転羽根32が形成されたアクリル製の円筒管30が設けられている。当該円筒管30の平面図を図4に示す。
後述の試験方法で、貯蔵物(小麦ふすま39)に圧力を加えるための920gの鉄製の台座37及び5kgの重り38の模式図を図5に示す。
まず、小麦ふすま39を、アーチング防止装置200の容器本体21内へ投入する前に水分量を測定した。次に、図6に示すように、アーチング防止装置200の容器本体21内へ小麦ふすま39を投入した。小麦ふすま39と容器本体21との間にはシート23が位置しているため、小麦ふすま39は容器本体21の内面とは直接接触しなかった。本実施例では装置のスケールが小さいために、小麦ふすま39の自重ではアーチングが発生しない。従って、強制的にアーチングを発生させるために容器本体21内に充填した小麦ふすま39の上に台座37及び重り38を載せて圧力を加えた。
続いて、エアー供給装置(不図示)からドライエアーを表1に示す条件で断続的にエアー供給孔29から容器本体21内に供給した。
ドライエアー供給開始から24時間経過後、円筒管30内の回転羽根32を回転させて、貯蔵物排出口40’から小麦ふすま39を掻き出した。このとき、アクリル製の透明の容器本体21を観察することで、アーチングの発生の有無を評価した。また、排出した小麦ふすま39の水分量を測定した。小麦ふすま39の投入前に測定した水分量と、この排出時の水分量との差を求め、飛散した水分量の比率(%)を算出した。
上記試験を、日時を変えて複数回実施した。試験条件及び試験結果を表1に示す。
比較例1〜3として、シート23を設けず、且つ、ドライエアーの供給を行わない以外は、実施例1〜12と同様の試験装置を用い、同様の試験条件にて試験を行った。
上記試験を、日時を変えて複数回実施した。試験条件及び試験結果を表2に示す。
実施例1〜12は、排出時水分(%)が多くても13.5%(実施例6)、平均は実施例1〜7で12.9%、及び、実施例8〜12で13.0%であり、いずれも小麦ふすまのアーチングの発生が見られなかった。
比較例1〜3は、シート23を設けておらず、エアーの供給を行わなかったため、排出時水分(%)がいずれも14.7%と多く、さらに比較例1及び3では水分を吸収しており、いずれもアーチングの発生が確認された。
(実施例13〜16)
(試験装置)
本発明の実施例13〜16として、例1と同様に、図2に示すアーチング防止装置200を準備した。供給するエアーは、圧力0.2MPa/cm2で、且つ、湿度が7%のドライエアーである。また、例1と同様に、図5に示す貯蔵物(小麦ふすま39)に圧力を加えるための鉄製の台座37及び重り38は、それぞれ920g、5kgのものを用いた。
まず、小麦ふすま39を、アーチング防止装置200の容器本体21内へ投入する前に水分量(A%)を測定した。次に、図6に示すように、アーチング防止装置200の容器本体21内へ小麦ふすま39を投入した。小麦ふすま39と容器本体21との間にはシート23が位置しているため、小麦ふすま39は容器本体21の内面とは直接接触しなかった。本実施例では装置のスケールが小さいために、小麦ふすま39の自重ではアーチングが発生しない。従って、強制的にアーチングを発生させるために容器本体21内に充填した小麦ふすま39の上に台座37及び重り38を載せて圧力を加えた。
続いて、エアー供給装置(不図示)からドライエアーを、エアー供給間隔:60(秒)、エアー供給時間/回:0.5(秒/回)、風量:221(l/h)の各条件で、断続的にエアー供給孔29から容器本体21内に供給した。
ドライエアー供給開始から24時間経過後(乾燥後ともいう)、アクリル製の透明の容器本体21を観察することで、アーチングの発生の有無を評価した。また、乾燥後の、エアー供給口付近の小麦ふすま39の水分量(B%)、エアー供給口から外れた位置の小麦ふすま39の水分量(C%)を測定した。さらに、これらの結果を用いて、乾燥前との水分量の差(D%、E%)、及び、乾燥前との水分率(F%、G%)をそれぞれ算出した。
なお、「エアー供給口付近」は、周方向4箇所にあるエアー供給口の中心を通る水平面より上下2cm以内の領域であり、「エアー供給口から外れた位置」は、周方向4箇所にあるエアー供給口の中心を通る水平面より上方4cm離れた位置の上下2cm以内の領域をいう。
上記試験を、日時を変えて複数回実施した。試験結果を表3に示す。
比較例4〜6として、シート23を設けていない以外は、実施例13〜16と同様の試験装置を用い、同様の試験条件にて試験を行った。
上記試験を、日時を変えて複数回実施した。試験結果を表4に示す。
実施例13〜16は、乾燥後の水分量がエアー供給口付近及びエアー供給口から外れた位置の水分量のいずれも小さく、小麦ふすまが広範囲に亘って良好に乾燥されていた。また、小麦ふすまのアーチングの発生が見られなかった。
比較例4〜6は、シート23を設けていなかったため、特にエアー供給口から外れた位置の水分量が多く、乾燥がエアー供給口付近のみという局所的であり、いずれもアーチングの発生が確認された。
なお、例1と例2とは、実施した時期が異なり(例1は7月、例2は11月)、それによって室内空気の温度や湿度等の実施環境が異なるため、両者の試験結果を単純に比較することはできない。
2 アーチング防止用貯蔵容器
2’ 容器本体
3 シート
4 測定部
5 エアー供給孔
5’ エアーノズル
6 エアー調整弁
7 エアー配管
8 エアータンク
9 ドライヤー
9’ コンプレッサー
10 エアー供給装置
11 ホッパー
12 排出フィーダー
13 貯蔵物投入口
13’ 貯蔵物排出口
14 排出モーター
15 排出ギヤ
16 ベルトカバー
17 圧力調整弁
18 集塵機
18’ フィルター
19 排気ファン
20 排気ダクト
21 容器本体
22 アクリル板
22’ アクリル板
22” アクリル板
23 シート
24 シート押えリング
25 ナット
26 ワッシャー
27 ビス
28 ナット
29 エアー供給孔
30 円筒管
31 緩み止めナット
32 回転羽根
33 ボルト
34 全ネジボルト
35 ワッシャー
37 台座
38 重り
39 小麦ふすま
40 貯蔵物投入口
40’ 貯蔵物排出口
100 アーチング防止装置
200 アーチング防止装置
210 アーチング防止用貯蔵容器
Claims (12)
- 貯蔵物投入口を上方に備え、貯蔵物排出口を下方に備え、側壁に貫通するように複数のエアー供給孔が形成された容器本体と、
前記容器本体の側壁の内面に沿って設けられた通気性を有するシートと、
を備えたアーチング防止用貯蔵容器。 - 前記貯蔵物が粉体又は粒体である請求項1に記載のアーチング防止用貯蔵容器。
- 前記粉体が、穀粉、でん粉、飼料、肥料、粕、糖類、化学品、粉末調味料、食品添加物、粉末加工食品及び香辛料のいずれかであり、
前記粒体が穀類又は豆類である請求項2に記載のアーチング防止用貯蔵容器。 - 前記容器がサイロ又はタンクである請求項1〜3のいずれかに記載のアーチング防止用貯蔵容器。
- 前記容器本体のエアー供給孔が、前記容器本体の側壁の周方向及び上下方向にそれぞれ間隔を空けて複数形成されている請求項1〜4のいずれかに記載のアーチング防止用貯蔵容器。
- 前記シートが、
綿及び麻を含む植物繊維、
絹、羊毛及びカシミヤを含む動物繊維、
レーヨン及びキュプラを含む再生繊維、
アセテート、トリアセテート及びプロミックスを含む半合成繊維、
ナイロン、ポリエステル、アクリル、アラミド、ビニロン、ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリウレタンを含む合成繊維、及び、
ガラス、炭素、金属及びセラミックを含む無機繊維
からなる群から選択される1種以上で形成されている請求項1〜5のいずれかに記載のアーチング防止用貯蔵容器。 - 前記容器本体が、貯蔵物の貯蔵量を測定する測定部を備えた請求項1〜6のいずれかに記載のアーチング防止用貯蔵容器。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のアーチング防止用貯蔵容器と、
前記アーチング防止用貯蔵容器のエアー供給孔にエアーを供給するエアー供給装置と、
を備えたアーチング防止装置。 - 前記エアー供給装置から供給されるエアーがドライエアーである請求項8に記載のアーチング防止装置。
- 前記アーチング防止用貯蔵容器へのエアーの供給を調整するエアー調整弁をさらに備えた請求項8又は9に記載のアーチング防止装置。
- 前記容器外へ飛散する貯蔵物を回収する集塵部をさらに備えた請求項8〜10のいずれかに記載のアーチング防止装置。
- 貯蔵物を前記容器本体へ投入する工程と、
前記貯蔵物を投入した容器本体へ前記エアー供給孔からエアーを供給することで、前記シートを通過したエアーで前記貯蔵物を乾燥させる工程と、
を含む請求項8〜11のいずれかに記載のアーチング防止装置を用いた貯蔵物の処理方法。
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