JP2022159839A - 乾燥装置及び乾燥残渣の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本開示は、投入された飲料滓の状態に応じて当該飲料滓を適切に乾燥させることが可能な乾燥装置及び当該飲料滓を乾燥して得られる乾燥残渣の製造方法を説明する。【解決手段】乾燥装置の一例は、飲料滓が投入される入口部と、乾燥処理された飲料滓が排出される出口部とを含む乾燥部と、入口部から乾燥部に飲料滓を投入するように構成された投入部と、入口部から出口部へと乾燥部内を流動する飲料滓に対して熱風を供給するように構成された供給部と、乾燥部内の温度を測定するように構成された測定部と、測定部によって測定された温度に基づいて、供給部から供給される熱風と飲料滓との熱交換量を制御するように構成された制御部とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、乾燥装置及び乾燥残渣の製造方法に関する。

特許文献１は、茶滓、コーヒー滓などの飲料滓に対して熱風の旋回流を吹きつけることにより当該飲料滓を乾燥させる乾燥炉を開示している。

特開２００２－１８８８８７号公報

本開示は、投入された飲料滓の状態に応じて当該飲料滓を適切に乾燥させることが可能な乾燥装置及び当該飲料滓を乾燥して得られる乾燥残渣の製造方法とを説明する。

例１．乾燥装置の一例は、飲料滓が投入される入口部と、乾燥処理された飲料滓が排出される出口部とを含む乾燥部と、入口部から乾燥部に飲料滓を投入するように構成された投入部と、入口部から出口部へと乾燥部内を流動する飲料滓に対して熱風を供給するように構成された供給部と、乾燥部内の温度を測定するように構成された測定部と、測定部によって測定された温度に基づいて、供給部から供給される熱風と飲料滓との熱交換量を制御するように構成された制御部とを備える。ところで、飲料滓の状態（例えば、水分率、形態など。より具体的には、乾燥処理前の飲料滓の水分率、乾燥処理中の飲料滓の水分率、乾燥処理中の高粘性飲料滓が塊になっているか否かなど。）に応じて、乾燥部内の温度が変化する。これは、飲料滓の状態が異なると、飲料滓の乾燥に要する熱エネルギーも変化するためである。そのため、乾燥部内の温度測定を介して間接的に推定される飲料滓の状態に基づいて、供給部から供給される熱風と飲料滓との熱交換量を調節することにより、飲料滓をより効率的に乾燥することが可能となる。なお、本明細書において、「水分率」とは、各粒子において、粒子の総重量に対する水分の重量の割合をいう。

例２．例１の装置において、測定部は、出口部又はその近傍の温度を出口温度として測定するように構成されており、制御部は、測定部によって測定された出口温度に基づいて、供給部からの熱風の流速を制御するように構成されていてもよい。ところで、乾燥処理前の飲料滓の水分率（本明細書において、「処理前水分率」と称することがある。）が高い場合には、飲料滓が乾燥するまでにより多くの熱エネルギーを要する。そのため、熱風と飲料滓との熱交換量が多くなるので、乾燥部の出口部又はその近傍の出口温度が低くなる傾向にある。一方、処理前水分率が低い場合には、飲料滓が乾燥するまでにそれほど熱エネルギーを要しない。そのため、熱風と飲料滓との熱交換量が少なくなるので、乾燥部の出口部又はその近傍の出口温度が高くなる傾向にある。これらのことから、出口温度を測定することにより、処理前水分率を推定可能である。したがって、測定された温度が低い場合には熱風の流速を大きくし、測定された温度が高い場合には熱風の流速を小さくすることにより、処理前水分率に応じて適切な流速にコントロールされた熱風が乾燥部内に供給される。その結果、処理前水分率が把握できない場合には、飲料滓を十分に乾燥するために、熱風の流速が過大に設定される傾向にあるが、例２によれば、そのような場合と比較して、飲料滓を低コストで乾燥させることが可能となる。

例３．例１又は例２の装置において、測定部は、入口部又はその近傍の温度を入口温度として測定するように構成されており、制御部は、測定部によって測定された入口温度に基づいて、供給部からの熱風の流速、供給部からの熱風の温度及び投入部による乾燥部への飲料滓の投入量からなる群から選択される少なくとも一つのパラメータを制御するように構成されていてもよい。ところで、飲料滓の乾燥が十分でなく、飲料滓を構成する粒子同士がくっつき合い塊になってしまうと、水分が蒸発し難くなるので、乾燥部の入口部又はその近傍の入口温度が低下してしまう傾向にある。これは特に、比較的粘性が高い高粘性飲料滓において顕著となる。そのため、入口温度を測定することにより、乾燥処理中における飲料滓の水分率（本明細書において、「処理中水分率」と称することがある。）を推定可能である。したがって、入口温度が低くなった場合には、熱風の流速を大きくするか、熱風の温度を高くするか、乾燥部への飲料滓の投入量を少なくすることにより、飲料滓の乾燥が促進される。その結果、乾燥部の入口部又はその近傍の温度測定を介して間接的に推定される処理中水分率に基づいて、飲料滓をより効率的に乾燥することが可能となる。

例４．例３の装置において、制御部は、測定部によって測定された入口温度が所定の閾値を下回った場合に、供給部からの熱風の流速を大きくするように構成されていてもよい。この場合、乾燥部への飲料滓の投入量を変えることなく、比較的応答性の高い熱風の流速が制御される。そのため、飲料滓の処理量を維持しつつ、飲料滓をより効率的に乾燥することが可能となる。

例５．例４の装置において、制御部は、測定部によって測定された入口温度が閾値よりも小さい別の閾値を下回った場合に、供給部からの熱風の温度を大きくするように構成されていてもよい。この場合、飲料滓の乾燥を促進するために熱風の流速が過大となることが抑制される。そのため、飲料滓の乾燥に要するエネルギー量が少なくなるので、飲料滓をより効率的に乾燥することが可能となる。

例６．例５の装置において、制御部は、測定部によって測定された入口温度が、別の閾値よりも小さいさらに別の閾値を下回った場合に、投入部による乾燥部への飲料滓の投入量を少なくするように構成されていてもよい。この場合、例５の装置と同様の作用効果が得られる。

例７．例１～例６のいずれかの装置において、供給部からの熱風の流速は、供給部の熱風の吹出口において２６ｍ／ｓｅｃ以上となるように設定されていてもよい。この場合、比較的大きな風速の熱風が飲料滓に吹き付けられる。そのため、飲料滓を構成する粒子間に熱風が入り込んでいき、粒子同士が熱風によって引き剥がされつつ乾燥が促進される。そのため、高温の熱風を生成することなく、飲料滓を構成する粒子同士がくっつき合う前に乾燥が行われる。すなわち、比較的大きな流速の熱風によって各粒子の表面を乾燥させ、粒子同士がくっついて塊となることを阻害することができる。したがって、飲料滓を低コストで乾燥させることが可能となる。

例８．例１～例６のいずれかの装置において、供給部からの熱風の流速は、飲料滓の表面において２２ｍ／ｓｅｃ以上となるように設定されていてもよい。この場合、例６と同様の作用効果が得られる。

例９．例７又は例８の装置において、供給部の熱風の吹出口と飲料滓の表面との離間距離が０ｃｍ～１８ｃｍに設定されていてもよい。この場合、熱風が比較的至近距離から飲料滓に吹き付けられる。そのため、飲料滓を構成する粒子同士が熱風によってより引き剥がされやすくなる。したがって、飲料滓の乾燥をより促進させることが可能となる。

例１０．例１～例９のいずれかの装置において、供給部は、飲料滓の表面に略直交する方向から、飲料滓に対して熱風を供給するように構成されていてもよい。この場合、熱風による風圧が飲料滓に効果的に作用する。そのため、飲料滓を構成する粒子同士が熱風によってより引き剥がされやすくなる。したがって、飲料滓の乾燥をより促進させることが可能となる。

例１１．例１～例１０のいずれかの装置において、供給部は、飲料滓に対して３００℃以下の熱風を供給するように構成されていてもよい。この場合、比較的低温の熱風により飲料滓の乾燥を行えるので、熱風の生成に用いる燃料の消費が抑制される。そのため、飲料滓をより低コストで乾燥させることが可能となる。

例１２．例１～例１１のいずれかの装置において、供給部は、飲料滓に対して８０℃以上の熱風を供給するように構成されていてもよい。この場合、高速の熱風と相俟って、この程度の低温でも飲料滓の水分が蒸発する。そのため、熱風の生成に用いる燃料の消費がいっそう抑制される。したがって、飲料滓をさらに低コストで乾燥させることが可能となる。

例１３．例１～例１２のいずれかの装置において、供給部から供給される熱風の熱源は工場排熱であってもよい。この場合、飲料滓の乾燥のために排熱を有効利用することが可能となる。

例１４．例１～例１３のいずれかの装置において、投入部は、入口部から乾燥部に連続的に飲料滓を投入するように構成されていてもよい。この場合、飲料滓の乾燥を連続的に行えるので、多量の飲料滓を効率的に乾燥することが可能となる。

例１５．乾燥残渣の製造方法の一例は、乾燥部の入口部から飲料滓を投入することと、入口部から乾燥部の出口部に向けて乾燥部内を流動する飲料滓に対して、供給部から熱風を供給することにより、飲料滓を乾燥させることと、熱風による飲料滓の乾燥中に乾燥部内の温度を測定することと、測定された温度に基づいて、供給部から供給される熱風と飲料滓との熱交換量を制御することとを含む。この場合、例１の装置と同様の作用効果が得られる。

例１６．例１５の方法において、乾燥部内の温度を測定することは、出口部又はその近傍の温度を出口温度として測定することを含み、熱交換量を制御することは、出口温度に基づいて、供給部からの熱風の流速を制御することを含んでいてもよい。この場合、例２の装置と同様の作用効果が得られる。

例１７．例１５又は例１６の方法において、乾燥部内の温度を測定することは、入口部又はその近傍の温度を入口温度として測定することを含み、熱交換量を制御することは、入口温度に基づいて、供給部からの熱風の流速、供給部からの熱風の温度及び乾燥部への飲料滓の投入量からなる群から選択される少なくとも一つのパラメータを制御することを含んでいてもよい。この場合、例３の装置と同様の作用効果が得られる。

例１８．例１７の方法において、熱交換量を制御することは、入口温度が所定の閾値を下回った場合に、供給部からの熱風の流速を大きくすることを含んでいてもよい。この場合、例４の装置と同様の作用効果が得られる。

例１９．例１８の方法において、熱交換量を制御することは、入口温度が閾値よりも小さい別の閾値を下回った場合に、供給部からの熱風の温度を大きくすることを含んでいてもよい。この場合、例５の装置と同様の作用効果が得られる。

例２０．例１９の方法において、熱交換量を制御することは、入口温度が、別の閾値よりも小さいさらに別の閾値を下回った場合に、乾燥部への飲料滓の投入量を少なくすることを含んでいてもよい。この場合、例６の装置と同様の作用効果が得られる。

例２１．例１５～例２０のいずれかの方法において、供給部からの熱風の流速は、供給部の熱風の吹出口において２６ｍ／ｓｅｃ以上となるように設定されていてもよい。この場合、例７の装置と同様の作用効果が得られる。

例２２．例１５～例２０のいずれかの方法において、供給部からの熱風の流速は、飲料滓の表面において２２ｍ／ｓｅｃ以上となるように設定されていてもよい。この場合、例８の装置と同様の作用効果が得られる。

例２３．例２１又は例２２の方法において、供給部の熱風の吹出口と飲料滓の表面との離間距離が０ｃｍ～１８ｃｍに設定されていてもよい。この場合、例９の装置と同様の作用効果が得られる。

例２４．例１５～例２３のいずれかの方法において、飲料滓を乾燥させることは、飲料滓の表面に略直交する方向から、飲料滓に対して熱風を供給することを含んでいてもよい。この場合、例１０の装置と同様の作用効果が得られる。

例２５．例１５４～例２４のいずれかの方法において、飲料滓を乾燥させることは、飲料滓に対して３００℃以下の熱風を供給することを含んでいてもよい。この場合、例１１の装置と同様の作用効果が得られる。

例２６．例１５～例２５のいずれかの方法において、飲料滓を乾燥させることは、飲料滓に対して８０℃以上の熱風を供給することを含んでいてもよい。この場合、例１２の装置と同様の作用効果が得られる。

例２７．例１５～例２６のいずれかの方法において、飲料滓を乾燥させることは、工場排熱を熱源とする熱風を飲料滓に対して供給することを含んでいてもよい。この場合、例１３の装置と同様の作用効果が得られる。

例２８．例１５～例２７のいずれかの方法において、飲料滓を投入することは、入口部から乾燥部に連続的に飲料滓を投入することを含んでいてもよい。この場合、例１４の装置と同様の作用効果が得られる。

本開示に係る乾燥装置及び乾燥残渣の製造方法によれば、投入された飲料滓の状態に応じて当該飲料滓を適切に乾燥させることが可能となる。

図１は、飲料滓の乾燥システムの一例を示す概略図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。 図３（ａ）は、高粘性飲料滓を構成する粒子同士がくっつき合って塊となった状態を示す概略図であり、図３（ｂ）は、高粘性飲料滓を構成する粒子の間に熱風が入り込んだ状態を示す概略図である。 図４は、各種の熱風の流速及び温度の条件下において高粘性飲料滓を乾燥させたときの試験結果を示す図である。 図５は、乾燥装置の他の例を示す概略図である。

以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

［乾燥システムの構成］
図１及び図２を参照して、飲料滓Ｄの乾燥システム１の一例について説明する。乾燥システム１は、発電プラント２と、乾燥装置１０とを備える。

発電プラント２は、制御部Ｃｔｒの指示に基づいて動作し、燃料、原料、他のプラントの排熱等を用いて発電するように構成されている。発電プラント２は、例えばコジェネレーションシステムであり、ガスタービン、蒸気タービン等の発電システムと、当該発電機からの排熱を回収するように構成された排熱回収システムとを含んでいてもよい。

発電プラント２は、発電プラント２の運転に伴い生じた排熱、すなわち工場排熱を熱風として乾燥装置１０に供給するように構成されている。排熱回収システムで熱回収された後の熱風（例えば、８０℃～２５０℃程度）が、乾燥装置１０に供給されてもよい。排熱回収システムで熱回収される前の熱風（例えば、２５０℃～３００℃程度）が、乾燥装置１０に供給されてもよい。

乾燥装置１０は、発電プラント２からの熱風を利用して、投入された飲料滓Ｄを乾燥するように構成されている。飲料滓Ｄは、飲料が抽出された後の抽出滓をいい、例えば、茶滓、コーヒー滓などを含む。茶滓は、例えば、麦茶、玄米茶、烏龍茶、緑茶などの抽出滓を含む。このうち、例えば麦茶は、水分を含むことにより麦に含まれる澱粉質が溶出し、図３（ａ）に示されるように、粘性の高い塊Ｍとなりうる。乾燥装置１０は、このような麦茶等の比較的粘性が高い粘性飲料滓（高粘性飲料滓）も乾燥の対象とする。すなわち、本明細書において、飲料滓Ｄは、高粘性飲料滓を含む。なお、図３において、符号Ｇは、飲料滓Ｄを構成する個々の粒子である。粒子Ｇの径は、例えば、０．５ｍｍ～１０ｍｍ程度であってもよい。

乾燥装置１０は、投入部２０と、乾燥部３０と、回収部４０と、給気部Ｂ１（供給部）と、排気部Ｂ２と、測定部Ｓ１，Ｓ２と、制御部Ｃｔｒとを含む。

投入部２０は、飲料滓Ｄを乾燥部３０に投入するように構成されている。投入部２０は、例えば、飲料滓Ｄを貯留する貯留タンク２１と、貯留タンク２１から供給された飲料滓Ｄを乾燥部３０に搬送するスクリューコンベア２２と、貯留タンク２１内の飲料滓Ｄをスクリューコンベア２２に供給するフィーダ（図示せず）とを含んでいてもよい。スクリューコンベア２２及びフィーダは、制御部Ｃｔｒからの指示に基づいて動作可能に構成されていてもよい。投入部２０は、乾燥部３０に対して連続的に飲料滓Ｄを投入してもよいし、断続的に飲料滓Ｄを投入してもよい。投入部２０は、同一の種類の飲料滓Ｄを乾燥部３０に投入してもよいし、一の種類の飲料滓Ｄを乾燥部３０に投入した後に他の種類の飲料滓Ｄを乾燥部３０に投入してもよいし、複数の種類の飲料滓Ｄが混合された混合滓を乾燥部３０に投入してもよい。

乾燥部３０は、投入部２０から投入された飲料滓Ｄに熱風を供給して乾燥するように構成されている。乾燥部３０は、図１及び図２に例示されるように、ロータリーキルンであってもよい。乾燥部３０は、本体部３１と、入口部３２と、出口部３３と、供給管３５（供給部）とを含む。

本体部３１は、入口部３２から出口部３３に向けて飲料滓Ｄが流動するように構成された筐体である。本体部３１は、例えば筒状を呈していてもよい。乾燥部３０がロータリーキルンである場合、本体部３１は、円筒状を呈しており、その中心軸周りに回転可能に構成されていてもよい。

入口部３２は、飲料滓Ｄの流動方向において本体部３１の上流端部に配置されている。入口部３２内には、スクリューコンベア２２の下流端部が挿入されている。出口部３３は、飲料滓Ｄの流動方向において本体部３１の下流端部に配置されている。

供給管３５は、本体部３１内を流動する飲料滓Ｄに対して熱風を供給するように構成されている。供給管３５は、主管３６と、複数の分岐管３７とを含む。主管３６は、本体部３１の中心軸に沿って延びるように本体部３１内に配置されている。

複数の分岐管３７は、主管３６と物理的且つ流体的に接続されている。複数の分岐管３７は、主管３６の長手方向（延在方向）に対して交差する方向に延びている。複数の分岐管３７は、主管３６の延在方向（軸方向）において異なる位置に配置されている。複数の分岐管３７は、図２に例示されるように、主管３６の長手方向から見て主管３６の中心軸に関して異なる角度で配置されていてもよい。この場合、複数の分岐管３７は、同じ角度の分岐管３７が主管３６の延在方向（軸方向）において隣り合わないように、配置されていてもよい。

複数の分岐管３７は、例えば、第１の分岐管３７ａと、主管３６の中心軸に関して第１の分岐管３７ａとは異なる角度で配置された第２の分岐管３７ｂと、主管３６の中心軸に関して第１の分岐管３７ａ及び第２の分岐管３７ｂとは異なる角度で配置された第３の分岐管３７ｃとを含んでいてもよい。この場合、第１の分岐管３７ａは、例えば、主管３６から鉛直下方に沿って延びていてもよい。第２の分岐管３７ｂは、例えば、主管３６の回転方向を正とし且つ第１の分岐管３７ａを基準としたときに、主管３６の中心軸に関して＋１０°～＋５０°程度傾いていてもよい。第３の分岐管３７ｃは、例えば、主管３６の回転方向を正とし且つ第１の分岐管３７ａを基準としたときに、主管３６の中心軸に関して＋４０°～＋８０°程度傾いていてもよい。

分岐管３７の吹出口ＯＬの向きは、本体部３１内を流動する飲料滓Ｄの表面と交差していてもよいし、図２に例示されるように、本体部３１内を流動する飲料滓Ｄの表面と略直交していてもよい。この場合、分岐管３７の吹出口ＯＬから吐出される熱風は、主管３６の径方向であって、本体部３１内を流動する飲料滓Ｄの堆積方向（厚さ方向）に沿って流れる。分岐管３７の吹出口ＯＬと飲料滓Ｄの表面との離間距離は、乾燥対象の飲料滓Ｄの性質に応じて適宜設定しうるが、例えば０ｃｍ～１８ｃｍ程度であってもよい。

分岐管３７から飲料滓Ｄに供給される熱風の温度は、例えば、３００℃以下であってもよいし、２５０℃以下であってもよいし、２００℃以下であってもよい。分岐管３７から飲料滓Ｄに供給される熱風の温度は、８０℃以上であってもよいし、１００℃以上であってもよいし、１２０℃以上であってもよい。

回収部４０は、出口部３３から排出された乾燥後の飲料滓Ｄを回収するように構成されている。回収部４０は、出口部３３の下流側（例えば下方）に配置されている。回収部４０は、例えば、乾燥後の飲料滓Ｄを貯留可能なタンクを含んでいてもよい。

給気部Ｂ１は、制御部Ｃｔｒの指示に基づいて動作し、発電プラント２からの熱風を、供給管３５を通じて本体部３１内に供給するように構成されている。給気部Ｂ１は、例えば送風ブロアであってもよい。給気部Ｂ１は、分岐管３７の吹出口ＯＬにおける熱風の流量が２６ｍ／ｓｅｃ以上となるように、熱風を供給管３５に供給してもよい。給気部Ｂ１は、分岐管３７から供給された熱風の流量が飲料滓Ｄの表面において２２ｍ／ｓｅｃ以上となるように、熱風を供給管３５に供給してもよい。

排気部Ｂ２は、制御部Ｃｔｒの指示に基づいて動作し、乾燥部３０内の熱を出口部３３から排気するように構成されている。排気部Ｂ２は、例えば排気ブロアであってもよい。

測定部Ｓ１，Ｓ２は、乾燥部３０内の温度を測定し、その温度データを制御部Ｃｔｒに送信するように構成されている。測定部Ｓ１，Ｓ２は、例えば、熱電対等の温度センサであってもよい。乾燥部３０内の温度は、飲料滓Ｄの乾燥状態（例えば、処理前水分率、処理中水分率など）に応じて変化する。これは、飲料滓Ｄの状態が異なると、飲料滓Ｄの乾燥に要する熱エネルギーも変化するためである。換言すれば、測定部Ｓ１，Ｓ２によって乾燥部３０内の温度を測定することにより、乾燥部３０内の飲料滓Ｄの状態を推定することが可能となる。

測定部Ｓ１は、乾燥部３０内において、入口部３２又はその近傍に配置されていてもよい。図１に例示されるように、測定部Ｓ１は、入口部３２又はその近傍として、本体部３１の上流側の端部（例えば、最も上流側に位置する分岐管３７の近傍）に配置されていてもよい。この場合、測定部Ｓ１は、本体部３１の上流側の端部の温度（入口温度）を測定し、その温度データを制御部Ｃｔｒに送信する。

測定部Ｓ２は、乾燥部３０内において、出口部３３又はその近傍に配置されていてもよい。図１に例示されるように、測定部Ｓ２は、出口部３３に配置されていてもよい。この場合、測定部Ｓ２は、本体部３１の下流側の端部の温度（出口温度）を測定し、その温度データを制御部Ｃｔｒに送信する。

制御部Ｃｔｒは、発電プラント２、投入部２０、給気部Ｂ１及び排気部Ｂ２を制御するように構成されている。制御部Ｃｔｒは、例えばコンピュータ等のコントローラであってもよい。

制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１，Ｓ２から受信した温度データに基づいて、分岐管３７から飲料滓Ｄに供給される熱風と飲料滓Ｄとの熱交換量を制御するように構成されていてもよい。例えば、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１，Ｓ２から受信した温度データに基づいて給気部Ｂ１を制御して、分岐管３７から飲料滓Ｄに供給される熱風の流速（単に「熱風の流速」ということがある。）を制御してもよい。この場合、一例として、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１，Ｓ２から受信した温度データに基づいて、送風ブロアの送風量を制御してもよい。

制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１，Ｓ２から受信した温度データに基づいて発電プラント２を制御して、分岐管３７から飲料滓Ｄに供給される熱風の温度（単に「熱風の温度」ということがある。）を制御してもよい。この場合、一例として、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１，Ｓ２から受信した温度データに基づいて、発電プラント２の発電量を制御してもよい。

制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１，Ｓ２から受信した温度データに基づいて投入部２０を制御して、投入部２０から乾燥部３０への飲料滓Ｄの投入量（単に「飲料滓Ｄの投入量」ということがある。）を制御してもよい。この場合、一例として、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１，Ｓ２から受信した温度データに基づいて、フィーダの搬送速度を制御してもよい。

ところで、飲料滓Ｄの粒子Ｇ同士がくっつき合い塊になってしまうと、水分が蒸発し難くなることがある。特に、高粘性飲料滓の場合には、自身に含まれる澱粉質の影響で、粘性の高い塊となってしまうので、水分が蒸発し難くなる傾向が強い。そのため、乾燥部３０の入口部３２又はその近傍の温度（入口温度）が低くなる傾向にある。この性質に鑑みて、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１から受信した温度データに基づいて、処理中水分率を推定することができる。

そこで、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１から受信した温度データに基づいて、熱風の流速、熱風の温度及び飲料滓Ｄの投入量のいずれか一つ以上の要素を制御してもよい。例えば、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１から受信した温度データの値が相対的に低下したと判断した場合には、塊が生ずる可能性が高まったので、給気部Ｂ１を制御して熱風の流速を増加させてもよいし、発電プラント２を制御して熱風の温度を上昇させてもよいし、投入部２０を制御して飲料滓Ｄの投入量を低下させてもよい。

別の例では、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１から受信した温度データの値が所定の閾値Ｔ１を下回ったと判断した場合には、給気部Ｂ１を制御して熱風の流速を増加させてもよい。また、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１から受信した温度データの値が、閾値Ｔ１よりも低い別の閾値Ｔ２を下回ったと判断した場合には、発電プラント２を制御して熱風の温度を上昇させてもよい。さらに、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１から受信した温度データの値が、閾値Ｔ２を下回ったと判断した場合、あるいは、閾値Ｔ２よりも低い別の閾値Ｔ３を下回ったと判断した場合には、投入部２０を制御して飲料滓Ｄの投入量を低下させてもよい。

閾値Ｔ１は、６０℃程度であってもよいし、８０℃程度であってもよい。閾値Ｔ２は、５０℃程度であってもよいし、７０℃程度であってもよい。閾値Ｔ３は、４０℃程度であってもよいし、６０℃程度であってもよい。

また、熱風の温度、熱風の流速及び飲料滓Ｄの投入量が制御されておらず略一定であるとの状態において、処理前水分率が高い場合には、飲料滓Ｄが乾燥するまでにより多くの熱エネルギーを要する。そのため、熱風と飲料滓Ｄとの熱交換量が多くなるので、乾燥部３０の出口部３３又はその近傍の温度（出口温度）が低くなる傾向にある。一方、熱風の温度、熱風の流速及び飲料滓Ｄの投入量が制御されておらず略一定であるとの状態において、処理前水分率が低い場合には、飲料滓Ｄが乾燥するまでにそれほど熱エネルギーを要しない。そのため、熱風と飲料滓Ｄとの熱交換量が少なくなるので、乾燥部３０の出口部３３又はその近傍の温度（出口温度）が高くなる傾向にある。この性質に鑑みて、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ２から受信した温度データに基づいて、処理前水分率を推定することができる。

そこで、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ２から受信した温度データに基づいて、熱風の流速を制御してもよい。例えば、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ２から受信した温度データの値が相対的に低下したと判断した場合には、処理前水分率の高い飲料滓Ｄが乾燥部３０内に投入されているので、給気部Ｂ１を制御して、熱風の流速を増加させてもよい。一方、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ２から受信した温度データの値が相対的に上昇したと判断した場合には、処理前水分率の低い飲料滓Ｄが乾燥部３０内に投入されているので、給気部Ｂ１を制御して、熱風の流速を低下させてもよい。

［作用］
以上の例によれば、分岐管３７からの熱風の流速は、吹出口ＯＬにおいて２６ｍ／ｓｅｃ以上となるように設定されうる。あるいは、分岐管３７からの熱風の流速は、飲料滓Ｄの表面において２２ｍ／ｓｅｃ以上となるように設定されうる。これらの場合、比較的大きな流速の熱風が飲料滓Ｄに吹き付けられる。そのため、図３（ｂ）に概略的に示されるように、飲料滓Ｄを構成する粒子Ｇ間に熱風が入り込んでいき、粒子Ｇ同士が熱風によって引き剥がされつつ乾燥が促進される。そのため、高温の熱風を生成することなく、飲料滓Ｄを構成する粒子Ｇ同士がくっつき合う前に乾燥が行われる。すなわち、比較的大きな流速の熱風によって各粒子Ｇの表面を乾燥させ、粒子Ｇ同士がくっついて塊Ｍとなることを阻害することができる。したがって、高粘性飲料滓を含む飲料滓Ｄを低コストで乾燥させることが可能となる。

以上の例によれば、吹出口ＯＬと飲料滓Ｄの表面との離間距離が０ｃｍ～１８ｃｍに設定されうる。この場合、熱風が比較的至近距離から飲料滓Ｄに吹き付けられる。そのため、飲料滓Ｄを構成する粒子Ｇ同士が熱風によってより引き剥がされやすくなる。したがって、高粘性飲料滓を含む飲料滓Ｄの乾燥をより促進させることが可能となる。

以上の例によれば、分岐管３７は、飲料滓Ｄの表面に略直交する方向から、飲料滓Ｄに対して熱風を供給するように構成されうる。この場合、熱風による風圧が飲料滓Ｄに効果的に作用する。そのため、飲料滓Ｄを構成する粒子Ｇ同士が熱風によってより引き剥がされやすくなる。したがって、高粘性飲料滓を含む飲料滓Ｄの乾燥をより促進させることが可能となる。

以上の例によれば、飲料滓Ｄに対して８０℃以上の熱風が分岐管３７から供給されうる。この場合、吹出口ＯＬにおいて２６ｍ／ｓｅｃ以上（飲料滓Ｄの表面において２２ｍ／ｓｅｃ以上）という高速の熱風と相俟って、この程度の低温でも飲料滓Ｄの水分が蒸発する。そのため、熱風の生成に用いる燃料の消費がいっそう抑制される。したがって、高粘性飲料滓を含む飲料滓Ｄをさらに低コストで乾燥させることが可能となる。

以上の例によれば、飲料滓Ｄに対して３００℃以下の熱風が分岐管３７から供給されうる。この場合、比較的低温の熱風により飲料滓Ｄの乾燥を行えるので、熱風の生成に用いる燃料の消費が抑制される。そのため、高粘性飲料滓を含む飲料滓Ｄをより低コストで乾燥させることが可能となる。

以上の例によれば、分岐管３７から供給される熱風の熱源は工場排熱（発電プラント２からの排熱）でありうる。この場合、高粘性飲料滓を含む飲料滓Ｄの乾燥のために排熱を有効利用することが可能となる。

以上の例によれば、投入部２０は、乾燥部３０の入口部３２から本体部３１内に連続的に飲料滓Ｄを投入するように構成されうる。この場合、飲料滓Ｄの乾燥を連続的に行えるので、多量の飲料滓Ｄを効率的に乾燥することが可能となる。

以上の例によれば、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１，Ｓ２から受信した温度データに基づいて、分岐管３７から飲料滓Ｄに供給される熱風と飲料滓Ｄとの熱交換量を制御するように構成されうる。この場合、乾燥部３０内の温度測定を介して間接的に推定される飲料滓Ｄの状態に基づいて、分岐管３７から供給される熱風と飲料滓Ｄとの熱交換量を調整することにより、飲料滓Ｄをより効率的に乾燥することが可能となる。

以上の例によれば、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１から受信した温度データに基づいて、熱風の流速、熱風の温度及び飲料滓Ｄの投入量のいずれか一つ以上の要素を制御するように構成されうる。この場合、乾燥部３０の入口部３２又はその近傍の温度測定を介して間接的に推定される処理中水分率に基づいて、飲料滓Ｄをより効率的に乾燥することが可能となる。

以上の例によれば、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１から受信した温度データの値が所定の閾値Ｔ１を下回ったと判断した場合には、給気部Ｂ１を制御して熱風の流速を増加させうる。この場合、乾燥部３０への飲料滓Ｄの投入量を制御することなく、比較的応答性の高い熱風の流速が制御される。そのため、飲料滓Ｄの処理量を維持しつつ、飲料滓Ｄをより効率的に乾燥することが可能となる。

また、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１から受信した温度データの値が、閾値Ｔ１よりも低い別の閾値Ｔ２を下回ったと判断した場合には、発電プラント２を制御して熱風の温度を上昇させてもよい。さらに、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１から受信した温度データの値が、閾値Ｔ２を下回ったと判断した場合、あるいは、閾値Ｔ２よりも低い別の閾値Ｔ３を下回ったと判断した場合には、投入部２０を制御して飲料滓Ｄの投入量を低下させうる。これらの場合、飲料滓Ｄの乾燥を促進するために熱風の流速が過大となることが抑制される。そのため、飲料滓Ｄの乾燥に要するエネルギー量が少なくなるので、飲料滓Ｄをより効率的に乾燥することが可能となる。

以上の例によれば、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ２から受信した温度データに基づいて、熱風の流速を制御するように構成されうる。この場合、処理前水分率に応じて適切な流速にコントロールされた熱風が乾燥部３０内に供給される。そのため、異なる水分率を有する複数の飲料滓Ｄが投入されるような場合に備えて、飲料滓Ｄの乾燥を優先させるために熱風の流速を過大に設定しておく必要がなくなる。したがって、各種の飲料滓Ｄを乾燥させる際のコストを抑制することが可能となる。

［試験結果］
ここで、上述した乾燥装置１０の例を用いて、熱風の流速及び熱風の温度をそれぞれ変化させながら、高粘性飲料滓である麦茶滓が乾燥するかどうかの試験を行った。具体的には、以下の条件１～１１で試験を行った。

・条件１
吹出口ＯＬにおける熱風の流速 ３６．０ｍ／ｓｅｃ
（高粘性飲料滓の表面における熱風の流速） ３２．０ｍ／ｓｅｃ
熱風の温度 １００℃
・条件２
吹出口ＯＬにおける熱風の流速 ３２．１ｍ／ｓｅｃ
（高粘性飲料滓の表面における熱風の流速） ２８．１ｍ／ｓｅｃ
熱風の温度 １００℃

・条件３
吹出口ＯＬにおける熱風の流速 ３０．０ｍ／ｓｅｃ
（高粘性飲料滓の表面における熱風の流速） ２６．０ｍ／ｓｅｃ
熱風の温度 ９０℃
・条件４
吹出口ＯＬにおける熱風の流速 ３０．７ｍ／ｓｅｃ
（粘性飲料滓の表面における熱風の流速） ２６．７ｍ／ｓｅｃ
熱風の温度 １５０℃
・条件５
吹出口ＯＬにおける熱風の流速 ３０．２ｍ／ｓｅｃ
（高粘性飲料滓の表面における熱風の流速） ２６．２ｍ／ｓｅｃ
熱風の温度 １５０℃

・条件６
吹出口ＯＬにおける熱風の流速 ３０．８ｍ／ｓｅｃ
（高粘性飲料滓の表面における熱風の流速） ２６．８ｍ／ｓｅｃ
熱風の温度 ２３０℃
・条件７
吹出口ＯＬにおける熱風の流速 ２７．５ｍ／ｓｅｃ
（高粘性飲料滓の表面における熱風の流速） ２３．５ｍ／ｓｅｃ
熱風の温度 ３００℃

・条件８
吹出口ＯＬにおける熱風の流速 ２５．０ｍ／ｓｅｃ
（高粘性飲料滓の表面における熱風の流速） ２１．０ｍ／ｓｅｃ
熱風の温度 １５０℃
・条件９
吹出口ＯＬにおける熱風の流速 ２５．０ｍ／ｓｅｃ
（高粘性飲料滓の表面における熱風の流速） ２１．０ｍ／ｓｅｃ
熱風の温度 ２３０℃
・条件１０
吹出口ＯＬにおける熱風の流速 ２１．４ｍ／ｓｅｃ
（高粘性飲料滓の表面における熱風の流速） １７．４ｍ／ｓｅｃ
熱風の温度 ５００℃

試験結果を図４に示す。図４によれば、条件１～７の場合（図４の○参照）、麦茶滓が乾燥できていたことが確認された。すなわち、吹出口ＯＬにおける熱風の流速が２６ｍ／ｓｅｃ以上（高粘性飲料滓の表面における熱風の流速が２２ｍ／ｓｅｃ以上）のときに、麦茶滓が乾燥できていたことが確認された。一方、条件８～１０の場合（図４の●参照）、麦茶滓の乾燥が十分でなかった。すなわち、吹出口ＯＬにおける熱風の流速が２６ｍ／ｓｅｃ未満（高粘性飲料滓の表面における熱風の流速が２２ｍ／ｓｅｃ未満）のときに、麦茶滓の乾燥が十分でなかった。

［変形例］
本明細書における開示はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特許請求の範囲及びその要旨を逸脱しない範囲において、以上の例に対して種々の省略、置換、変更などが行われてもよい。

（１）図５に例示されるように、乾燥部３０は、流動層乾燥機であってもよい。この場合、水平方向に延びるように多孔板３８（例えば、金属網）が本体部３１内に配置されており、給気部Ｂ１からの熱風が本体部３１の下方から吹き込まれてもよい。これにより、多孔板３８上を上流側から下流側に流動する飲料滓Ｄに対して、多孔板３８の貫通孔から吹き出された熱風が直ちに吹き付けられる。すなわち、熱風の吹出口となる多孔板３８の貫通孔と飲料滓Ｄとの離間距離は、略０ｃｍである。なお、多孔板３８の厚さは、例えば０．３ｃｍ～１ｃｍ程度であってもよい。

（２）制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１から受信した温度データの値が所定の閾値Ｔ１を下回ったと判断した場合には、発電プラント２を制御して熱風の温度を上昇させてもよいし、投入部２０を制御して飲料滓Ｄの投入量を低下させてもよい。この場合、入口部３２又はその近傍の温度（入口温度）が所定の閾値Ｔ１以上であるときには、入口部３２又はその近傍の温度（入口温度）に基づく制御が行われない。すなわち、塊が生ずる可能性が低い状況において、入口部３２又はその近傍の温度（入口温度）に基づく制御が省略される。したがって、乾燥装置１０の運転の省エネ化を図ることが可能となる。

（３）以上の例では、制御部Ｃｔｒは、測定部Ｓ１から受信した温度データの値が所定の閾値Ｔ１を下回ったと判断した場合には、給気部Ｂ１を制御して熱風の流速を増加させ、さらに、測定部Ｓ１から受信した温度データの値が閾値Ｔ２を下回ったと判断した場合には、投入部２０を制御して飲料滓Ｄの投入量を低下させうる。この場合において、測定部Ｓ１から受信した温度データの値が閾値Ｔ３を下回ったと制御部Ｃｔｒが判断した場合に、制御部Ｃｔｒは、発電プラント２を制御して熱風の温度を上昇させてもよい。

（４）処理前水分率は、飲料滓Ｄの種類に応じた値をとる傾向にある。例えば、コーヒー滓の処理前水分率は６０％程度であり、緑茶滓の処理前水分率は８０％程度である。そのため、飲料滓Ｄの種類に適した熱風の流速が存在する。したがって、投入される飲料滓Ｄの種類が予め判明している場合には、当該飲料滓Ｄの種類に適した流速で熱風が分岐管３７から供給されてもよい。換言すれば、飲料滓Ｄの種類と、それに適した熱風の流速とが一対一で対応するテーブルを制御部Ｃｔｒが記憶しておき、実際に投入された飲料滓Ｄの種類に対応する熱風の流速を当該テーブルに基づいて制御部Ｃｔｒが選択してもよい。

あるいは、投入される飲料滓Ｄの種類が予め判明している場合には、当該飲料滓Ｄの種類に適した流速及び温度の熱風が分岐管３７から供給されてもよい。換言すれば、飲料滓Ｄの種類と、それに適した熱風の流速及び温度とが一対一で対応するテーブルを制御部Ｃｔｒが記憶しておき、実際に投入された飲料滓Ｄの種類に対応する熱風の流速及び温度を当該テーブルに基づいて制御部Ｃｔｒが選択してもよい。

（５）分岐管３７の吹出口ＯＬの向きは、本体部３１内を流動する飲料滓Ｄの表面と略平行であってもよい。この場合、分岐管３７の吹出口ＯＬから吐出される熱風は、本体部３１内を流動する飲料滓Ｄの表面に沿って流れる。

（６）測定部Ｓ２から受信した温度データに基づく給気部Ｂ１の制御が行われているが、測定部Ｓ１から受信した温度データに基づく給気部Ｂ１、発電プラント２又は投入部２０の制御が行われていない場合、飲料滓Ｄの種類によっては、飲料滓Ｄの乾燥が十分に促進されない可能性がありうる。この傾向は、高粘性飲料滓の場合に特に顕著である。例えば、処理前水分率の低い高粘性飲料滓が投入されると、出口部３３又はその近傍における温度（出口温度）が上昇するので、制御部Ｃｔｒは、給気部Ｂ１を制御して、熱風の流速を低下させる。しかし、熱風の流速が低下しすぎると、粘性の高い塊Ｍが生じやすくなる。乾燥部３０内に塊Ｍが生ずると、上述のとおり、乾燥部３０の入口部３２又はその近傍の温度（入口温度）が低くなる。一方、塊Ｍから水分が蒸発し難いので、塊Ｍと熱風との間で熱交換が促進されないまま（熱風の熱エネルギーがそれほど消費されないまま）塊Ｍが乾燥部３０の上流にとどまる。そのため、排気部Ｂ２によって出口部３３から排気が行われていることと相俟って、乾燥部３０の出口部３３又はその近傍の温度（出口温度）が高くなる。そうすると、制御部Ｃｔｒは、給気部Ｂ１を制御して、熱風の流速をますます低下させることとなる。そこで、測定部Ｓ２から受信した温度データに基づく給気部Ｂ１の制御と、測定部Ｓ１から受信した温度データに基づく給気部Ｂ１、発電プラント２又は投入部２０の制御との双方が実行されてもよい。この場合、測定部Ｓ２から受信した温度データに基づく給気部Ｂ１の制御をメインで実行し、測定部Ｓ１から受信した温度データに基づく給気部Ｂ１、発電プラント２又は投入部２０の制御を補助的に実行してもよい。あるいは、測定部Ｓ１から受信した温度データに基づく給気部Ｂ１、発電プラント２又は投入部２０の制御をメインで実行し、測定部Ｓ２から受信した温度データに基づく給気部Ｂ１の制御を補助的に実行してもよい。なお、上記のような事情がない場合には、どちらか一方の制御が実行されてもよい。

（７）上記の例では、乾燥システム１が発電プラント２を含んでおり、発電プラント２からの排熱が乾燥装置１０に供給されていたが、乾燥装置１０に供給される熱は、発電プラント２からの排熱に限定されない。すなわち、乾燥システム１は、発電プラント２以外の装置又は設備（例えば、対象物を燃焼させる燃焼装置、対象物を乾燥させる乾燥室など）を備えるものであってもよい。したがって、乾燥装置１０に供給される熱は、発電プラント２からの排熱、発電しないプラントからの排熱、燃焼器からの排熱、乾燥室からの排熱、専用の燃焼器で生成する熱などを含んでいてもよい。

（８）上記の例では、乾燥部３０の供給管３５が、主管３６から延びる複数の分岐管３７を含んでいたが、複数の分岐管３７を含んでいなくてもよい。すなわち、主管３６の周面に複数の貫通孔が設けられており、複数の貫通孔から飲料滓Ｄに向けて熱風が吹き出されてもよい。複数の貫通孔は、例えば、主管３６の周面のうち複数の分岐管３７に対応する位置に設けられていてもよい。

１…乾燥システム、２…発電プラント、１０…乾燥装置、２０…投入部、３０…乾燥部、３１…本体部、３２…入口部、３３…出口部、３５…供給管（供給部）、３７…分岐管、Ｂ１…給気部（供給部）、Ｂ２…排気部、Ｃｔｒ…制御部、Ｄ…飲料滓（高粘性飲料滓）、ＯＬ…吹出口、Ｓ１，Ｓ２…測定部。

Claims (15)

1. 飲料滓が投入される入口部と、乾燥処理された前記飲料滓が排出される出口部とを含む乾燥部と、
   前記入口部から前記乾燥部に前記飲料滓を投入するように構成された投入部と、
   前記入口部から前記出口部へと前記乾燥部内を流動する前記飲料滓に対して熱風を供給するように構成された供給部と、
   前記乾燥部内の温度を測定するように構成された測定部と、
   前記測定部によって測定された温度に基づいて、前記供給部から供給される熱風と前記飲料滓との熱交換量を制御するように構成された制御部とを備える、乾燥装置。
2. 前記測定部は、前記出口部又はその近傍の温度を出口温度として測定するように構成されており、
   前記制御部は、前記測定部によって測定された前記出口温度に基づいて、前記供給部からの熱風の流速を制御するように構成されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記測定部は、前記入口部又はその近傍の温度を入口温度として測定するように構成されており、
   前記制御部は、前記測定部によって測定された前記入口温度に基づいて、前記供給部からの熱風の流速、前記供給部からの熱風の温度及び前記投入部による前記乾燥部への前記飲料滓の投入量からなる群から選択される少なくとも一つのパラメータを制御するように構成されている、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記制御部は、前記測定部によって測定された前記入口温度が所定の閾値を下回った場合に、前記供給部からの熱風の流速を大きくするように構成されている、請求項３に記載の装置。
5. 前記制御部は、前記測定部によって測定された前記入口温度が前記閾値よりも小さい別の閾値を下回った場合に、前記供給部からの熱風の温度を大きくするように構成されている、請求項４に記載の装置。
6. 前記制御部は、前記測定部によって測定された前記入口温度が、前記別の閾値よりも小さいさらに別の閾値を下回った場合に、前記投入部による前記乾燥部への前記飲料滓の投入量を少なくするように構成されている、請求項５に記載の装置。
7. 前記供給部からの熱風の流速は、前記供給部の熱風の吹出口において２６ｍ／ｓｅｃ以上となるように設定されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記供給部からの熱風の流速は、前記飲料滓の表面において２２ｍ／ｓｅｃ以上となるように設定されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記供給部の熱風の吹出口と前記飲料滓の表面との離間距離が０ｃｍ～１８ｃｍに設定されている、請求項７又は８に記載の装置。
10. 前記供給部は、前記飲料滓の表面に略直交する方向から、前記飲料滓に対して熱風を供給するように構成されている、請求項１～９のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記供給部は、前記飲料滓に対して３００℃以下の熱風を供給するように構成されている、請求項１～１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記供給部は、前記飲料滓に対して８０℃以上の熱風を供給するように構成されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 前記供給部から供給される熱風の熱源は工場排熱である、請求項１～１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 前記投入部は、前記入口部から前記乾燥部に連続的に前記飲料滓を投入するように構成されている、請求項１～１３のいずれか一項に記載の装置。
15. 乾燥部の入口部から飲料滓を投入することと、
    前記入口部から前記乾燥部の出口部に向けて前記乾燥部内を流動する前記飲料滓に対して、供給部から熱風を供給することにより、前記飲料滓を乾燥させることと、
    熱風による前記飲料滓の乾燥中に前記乾燥部内の温度を測定することと、
    測定された温度に基づいて、前記供給部から供給される熱風と前記飲料滓との熱交換量を制御することとを含む、乾燥残渣の製造方法。

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