JP2020190353A - 乾燥方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蛋白質や、その他脂質、糖質を含有した対象物であっても十分に乾燥、破砕され、ベタ付くこともなく、良好に排出することができる乾燥方法を提供する。【解決手段】円筒状をしたケーシングを横方向に配置し、回転パイプを前記ケーシングと同軸芯状態で有し、その回転パイプと連通する複数の突出パイプを放射状に備え、かつ、前記した回転パイプの一方開口側は加熱源となる蒸気の導入部を備え、他方端には回転駆動力の伝達手段を連結し、ケーシングの上面には一箇所以上の対象物投入口を備え、ケーシングの側面から下方に向けた被処理物の排出口を備えている乾燥装置を使用し、回転パイプの回転と同期して回転する複数の突出パイプによって、投入された対象物を攪拌して加熱し、排出口へ移送する乾燥方法であって、ケーシング内に予め複数個のセラミック小塊物を投入し、そのセラミック小塊物を対象物と共に攪拌することとする。【選択図】図１

Description

本発明は乾燥方法及びその装置に関し、特に、含水汚泥、スラッジ、生ゴミ、飼料等の含まれている水分を乾燥して脱水し、軽量化したり、付着粘着性を解消して、廃棄や次工程での原料もしくは製品として供給するための乾燥方法及びその装置に関する。

従来、上記した乾燥装置として、ケーシング内に回転軸を設け、その回転軸の周囲に、対象物を乾燥させるための熱伝達手段及び対象物の攪拌のためパドルを複数個列設したり、加熱管を束として構成したもの等が知られている。

しかし、この従来の乾燥装置にあっては、構造が複雑となり、部分破損しても修理が困難で全体の交換を余儀なくされ、また、対象物に対して熱源の伝達も決して十分なものではない。加えて、多くの場合、素材としてステンレス鋼を用いるため、製品価格が高騰してしまう要因となっている。

そこで、本願出願人は特開２０１８−７１７９６号として公開されている乾燥装置を開陳した。しかしながら、この乾燥装置をもってしても、例えば茶飲料を注出した残滓の茶殻、特に麦茶殻は蛋白質を含有しているためベタ付きが生じ、乾燥破砕後も排出は困難なものとなっている。麦茶は大麦、裸麦を殻付きのまま焙じたものである。

特開２０１８−７１７９６号公報

本願発明が解決しようとする課題は、特許文献として示した乾燥装置は、対象から水分を乾燥して脱水することは十分に効を奏し、十分な乾燥を得られるが、例えば麦茶殻等の蛋白質を含有する対象物、その他脂質や糖質を含有する対象物にあってはその特質に対して十分な乾燥を行ない得ず、処理してもベタ付きが生じ、良好に排出や次工程への供給ができないという点である。

上記した目的を達成するために、本願発明に係る乾燥方法は、円筒状をしたケーシングを横方向に配置して有し、そのケーシングの中心部分に、回転パイプを前記ケーシングと同軸芯状態で有しており、その回転パイプの外周面にその回転パイプと連通する複数の突出パイプを放射状に備え、かつ、前記した回転パイプの一方開口側は加熱源となる蒸気の導入部を備え、回転パイプの他方端には回転駆動力の伝達手段を連結してあり、前記したケーシングの上面には一箇所以上の対象物投入口を備え、前記したケーシングの側面から下方に向けた被処理物の排出口を備えている乾燥装置を使用し、前記した回転パイプの回転と同期して回転する複数の突出パイプによって、投入された対象物を攪拌して加熱し、排出口へ移送する乾燥方法であって、前記したケーシング内に予め複数個のセラミック小塊物を投入し、そのセラミック小塊物を対象物と共に攪拌することを特徴としている。

また、本願発明に係る乾燥方法は、前記したセラミック小塊物はセラミックボールとしたことを特徴とし、前記したセラミックボールは直径が略２０ｍｍ程度のサイズであることを特徴としている。

さらに、本願発明に係る乾燥装置は、円筒状をしたケーシングを横方向に配置して有し、そのケーシングの中心部分に、回転パイプを前記ケーシングと同軸芯状態で有しており、その回転パイプの外周面にその回転パイプと連通する複数の突出パイプを放射状に備え、かつ、前記した回転パイプの一方開口側は加熱源となる蒸気の導入部を備え、回転パイプの他方端には回転駆動力の伝達手段を連結してあり、前記したケーシングの上面には一箇所以上の対象物投入口を備え、前記したケーシングの側面から下方に向けた被処理物の排出口を備えている乾燥装置において、前記ケーシング内に複数個のセラミック小塊物を収容してあることを特徴としている。

そして、本願発明に係る乾燥装置は、前記したセラミック小塊物はセラミックボールとしたことを特徴とし、前記したセラミックボールは直径が略２０ｍｍ程度のサイズであることを特徴とし、前記したケーシングには粉塵除去のための集塵機が付設されていることを特徴とし、前記した放射状に備えられた突出パイプの少なくとも一つの先端にはスクレーパが備えられていることを特徴としている。

また、本発明に係る乾燥装置は、前記したケーシングには水分を機外へ排出するためのキャリアエアーの吸い込み口が備えられていることを特徴とし、前記した突出パイプの先端開口は閉塞されていることを特徴とし、前記したケーシングには点検もしくはスクレーパ取り付け用の窓孔を設けてあることを特徴とし、前記した蒸気の導入部の中心部分にはドレン排出用のパイプを備えていることを特徴とし、前記した回転パイプ及び突出パイプは鉄もしくはステンレス鋼を素材としてあることを特徴としている。

本願発明に係る乾燥方法及びその装置は上記のように構成されている。ケーシング内に予めセラミック小塊物、それもセラミックボールが複数個投入収容されているので、このセラミック小塊物が回転パイプの回転と同期して回転する複数の突出パイプによって対象物と共に攪拌動作され、ケーシングの底部近くで跳ね踊るように泳動する。このセラミック小塊物の吸湿作用及び赤外線や遠赤外線の放射効によって対象物はより一層の乾燥効果を得ることとなり、更にはセラミック小塊物は一種のメディアとしても作用して乾燥した対象物の破砕効果も高めることとなる。そのため、例え蛋白質や、その他脂質、糖質を含有した対象物であっても十分に乾燥され、破砕されるので、ベタ付くこともなく、良好に排出することができることとなる。

本発明を実施した乾燥装置の構造を示す内部正面図である。 同じく図１の左側面図である。

図面として示し、実施例で説明したように構成したことで実現した。

次に、本発明の好ましい実施の一例を図面を参照して説明する。図中１は本発明を実施した乾燥装置を示している。この乾燥装置１は円筒状をしたケーシング２を有しており、このケーシング２は横方向（水平方向）に中心軸を設定して設けられている。このケーシング２の周面には蒸気の導入口１０ａ、１０ａからの蒸気の流通部２ａが形成されており、加熱面積をより一層増やした構造となっている。

このケーシング２内には、このケーシング２と同軸芯状として回転パイプ３を有している。この回転パイプ３の外周面には複数の突出パイプ４、４‥が放射状に設けられている。本実施例にあって、この突出パイプ４、４‥は回転パイプ３の仮想の中心点から直角方向に突設され、その仮想の中心点から４５度ピッチで八本が設けられているもので、この突出パイプ４、４‥の群が等間隔で設けられたものとなっている。この突出パイプ４、４‥の取り付けは熔着が用いられており、損傷した場合の交換も容易なものとしている。

本実施例では、このように構成されているが、突出パイプ４、４‥の本数はこれに限定されるものではなく、また、放射状とする構成も平面的なものではなく、千鳥状の配置とすることも勿論可能なものであり、突出パイプ４、４‥の先端開口はメクラ板（底板）により閉塞され、このメクラ板も熱源伝達の一つの面として作用する。

また、この突出パイプ４、４‥群のうち少なくとも一つの先端にはスクレーパ５が備えられており、後述するように、ケーシング２内に投入された対象物がケーシング２の内壁面に付着してしまった場合、これを掻き取ることができるようになっている。

図中６は、ケーシング２の一方側上面に設けられている対象物、例えば含水汚泥、スラッジ、生ゴミ、飼料、茶殻等の投入口である。この対象物の投入はコンベアや汚泥ポンプ等が使用されることとなる。

図中７、７は点検用の窓孔であるが、必要に応じ、ここにも図示している投入口６の他に第二、第三の投入口を形成したり、対象物が付着性、粘着性の強い場合、下向きにスクレーパを取り付け、対象物を掻き取り、砕きやすくする構成とすることもできる。

また、図中８はケーシング２の上面で投入口６と点検用の窓孔７の間に設置されたバグフィルター集塵機を示しており、８ａはカートリッジを示している。このバグフィルター集塵機８はカートリッジ８ａでの目詰まりの虞があるので、逆洗用圧縮空気の接続口となる配管８ｃからのエアで洗浄することもできる。粉塵が多い対象物の場合、バグフィルター集塵機８に代え、サイクロン集塵機を使用することもできる。尚、８ｂは蒸発ガス出口を示している。

ケーシング２の一次側、それも投入口６が設けられている側の端面にはフランジ接合で保持部９が取り付けられ、その保持部９には、加熱源となる蒸気の導入口１０が支持されている。この導入口１０は回転パイプ３の一方側開口と連通し、回転パイプ３内へ蒸気を送り込むようになっており、この蒸気は回転パイプ３内を通り、その回転パイプ３の外周に熔着で取り付けられた突出パイプ４、４‥内にも行き亘るものとなっている。

尚、前記した蒸気の導入口１０ａ、１０ａから導入された蒸気は周囲との熱交換でドレンとなってドレン排出口１０ｂから回収され、排水溝等に放流される。

ケーシング２の他方側には、その側面から被処理物を受け入れ、外方下方へ排出する排出口１１が設けられており、その近傍の上部にはキャリアエアーの吸込み口１２が設けられている。このキャリアエアーの吸込み口１２は真空式と異なり、水分を機外へ排出するためのエアが必要となるためその取り込み口となり、その管径は６インチ程度で十分である。

さらに、このケーシング２の他方側には保持部１３が取り付けられており、この保持部１３に回転パイプ３に回転力を伝達するためのプランマブロックの軸受け１４が保持され、その軸受け１４が回転パイプ３に連結されている。

この軸受け１４に支持される回転軸にはスプロケット１５が装着されている。一方、図中１６は駆動用のモータであり、このモータ１６には減速機１７を介して、軸にスプロケット１８が装着され、このスプロケット１８と前記したスプロケット１５にはチェーン１９が掛け回されている。即ち、モータ１６の駆動力（回転力）はチェーン１９によって軸受け１４で支持されている回転軸は伝動され、回転パイプ３を回転させるものとなっている。

また、本実施例における乾燥装置１にあって少なくとも回転パイプ３、突出パイプ４、４‥は本実施例の標準製品ではステンレス鋼ではなく、素材として鉄を使用しており、材料費を低くして、装置全体の価格も低廉なものとして需要者に供給することができるものとしている。尚、腐食等の懸念がある場合はステンレス鋼を使用することも勿論可能である。

さらに、図中２０、２０‥はセラミックボールであり、このセラミックボールは直径が略２０ｍｍ程度のものが使用され、複数個が予めケーシング２内に投入収容されている。このセラミックボール２０、２０‥は突出パイプ４、４の回転によって対象物と共にケーシング２内の底部近くで跳ね踊るように泳動する。このセラミックボール２０、２０‥は対象物の加熱を伝熱特性に加え、赤外線や遠赤外線の放射によって補強し、その特性からケーシング２内の吸湿作用も強化する。

本実施例に係る乾燥装置１は上記のように構成されている。蒸気の導入口１０から加熱源としての蒸気が回転パイプ３内に導入されると、この蒸気は熔接されている突出パイプ４、４‥内にも行き亘る。駆動モータ１６が稼働されると、その回転力はスプロケット１８、１５に掛け回されたチェーン１９によって回転パイプ３に伝達される。

回転パイプ３の回転に同期して突出パイプ４、４‥も回転パイプ３の軸芯方向に対して交叉する方向に回転する。この回転によって、投入口６から投入された対象物は攪拌され、満遍なく加熱されていくこととなり、加熱された対象物を破砕する。また、対象物が付着性、粘着性が強い場合、ブリッジが形成される虞もあるが、突出パイプ４、４‥の回転がこのブリッジブレーカーとしても作用し、スクレーパ５がケーシング２の内面に付着した対象物を掻き落とし破砕する。この突出パイプ４、４‥の回転により、対象物と共にセラミックボール２０、２０‥もケーシング２の底付近で跳ね踊るように泳動し、対象物に一層の加熱処理と破砕作用を行なうこととなる。

そして、突出パイプ４、４‥の回転及びセラミックボール２０,２０‥によって乾燥破砕処理された対象物はケーシング２内を移送され排出口１１より外部に排出され、次の工程へ送られることとなる。尚、図２中、黒くしてあるパートは蒸気が流通されている部分を示している。この際、セラミックボール２０、２０‥はその重量、及び体積によって排出されてしまうことはない。

本実施例では対象物を大概的に含水汚泥の処理としているが、その他、スラッジや茶殻を含めた生ゴミ、或いは飼料の加工としても実施することができるものとなっている。また、駆動モータ１６からの回転力の伝達もスプロケットとチェーンの組み合せに限らず、プーリとベルトの組み合せやギア群を用いることも勿論可能である。さらに、セラミック小塊物としてのセラミックボールは球体であるため突出パイプの損傷を少ないものとできるが、このボールのほかにも楕円形としたり多角形状のもの等とすることも可能である。

１ 乾燥装置
２ ケーシング
２ａ 蒸気の流通部
３ 回転パイプ
４ 突出パイプ
５ スクレーパ
６ 投入口
７ 点検用の窓孔
８ バグフィルター集塵機
８ａ カートリッジ
８ｂ 蒸発ガス出口
８ｃ 配管
９，１３ 保持部
１０，１０ａ 蒸気の導入口
１０ｂ ドレン排出口
１１ 排出口
１２ キャリアエアーの吸込み口
１４ 軸受け
１５，１８ スプロケット
１６ 駆動用モータ
１７ 減速機
１９ チェーン
２０ セラミックボール

Claims (13)

1. 円筒状をしたケーシングを横方向に配置して有し、そのケーシングの中心部分に、回転パイプを前記ケーシングと同軸芯状態で有しており、その回転パイプの外周面にその回転パイプと連通する複数の突出パイプを放射状に備え、かつ、前記した回転パイプの一方開口側は加熱源となる蒸気の導入部を備え、回転パイプの他方端には回転駆動力の伝達手段を連結してあり、前記したケーシングの上面には一箇所以上の対象物投入口を備え、前記したケーシングの側面から下方に向けた被処理物の排出口を備えている乾燥装置を使用し、前記した回転パイプの回転と同期して回転する複数の突出パイプによって、投入された対象物を攪拌して加熱し、排出口へ移送する乾燥方法であって、前記したケーシング内に予め複数個のセラミック小塊物を投入し、そのセラミック小塊物を対象物と共に攪拌することを特徴とする乾燥方法。
2. 前記したセラミック小塊物はセラミックボールとしたことを特徴とする請求項１に記載の乾燥方法。
3. 前記したセラミックボールは直径が略２０ｍｍ程度のサイズであることを特徴とする請求項２に記載の乾燥方法。
4. 円筒状をしたケーシングを横方向に配置して有し、そのケーシングの中心部分に、回転パイプを前記ケーシングと同軸芯状態で有しており、その回転パイプの外周面にその回転パイプと連通する複数の突出パイプを放射状に備え、かつ、前記した回転パイプの一方開口側は加熱源となる蒸気の導入部を備え、回転パイプの他方端には回転駆動力の伝達手段を連結してあり、前記したケーシングの上面には一箇所以上の対象物投入口を備え、前記したケーシングの側面から下方に向けた被処理物の排出口を備えている乾燥装置において、前記ケーシング内に複数個のセラミック小塊物を収容してあることを特徴とする乾燥装置。
5. 前記したセラミック小塊物はセラミックボールとしたことを特徴とする請求項４に記載の乾燥装置。
6. 前記したセラミックボールは直径が略２０ｍｍ程度のサイズであることを特徴とする請求項５に記載の乾燥装置。
7. 前記したケーシングには粉塵除去のための集塵機が付設されていることを特徴とする請求項４に記載の乾燥装置。
8. 前記した放射状に備えられた突出パイプの少なくとも一つの先端にはスクレーパが備えられていることを特徴とする請求項４に記載の乾燥装置。
9. 前記したケーシングには水分を機外へ排出するためのキャリアエアーの吸い込み口が備えられていることを特徴とする請求項４に記載の乾燥装置。
10. 前記した突出パイプの先端開口は閉塞されていることを特徴とする請求項４に記載の乾燥装置。
11. 前記したケーシングには点検もしくはスクレーパ取り付け用の窓孔を設けてあることを特徴とする請求項４に記載の乾燥装置。
12. 前記した蒸気の導入部の中心部分にはドレン排出用のパイプを備えていることを特徴とする請求項４に記載の乾燥装置。
13. 前記した回転パイプ及び突出パイプは鉄もしくはステンレス鋼を素材としてあることを特徴とする請求項４に記載の乾燥装置。

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