JP3271026B2 - 穀物の乾燥方法 - Google Patents
穀物の乾燥方法Info
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Description
物の乾燥効率を向上するようにした穀物の乾燥方法に関
するものである。
る。収穫米処理施設としては、収穫米の処理過程、すな
わち収穫米の貯留、乾燥および籾摺り工程での米の品質
を保証しなければならない。米の品質とは、貯留時にお
ける収穫米のかび、食味、胴割れ、籾摺り時における玄
米の肌ずれ等をいう。そして、米の水分が多く、かつ、
長期間貯留するとかびが発生し、また、乾燥のし過ぎい
わゆる過乾燥になると食味の低下および胴割れが発生
し、また、水分が多いと肌ずれが起きて食味が低下す
る。したがって、米の含有水分は米の品質に大きく影響
する。また、米自体は生き物であるので温度が高いと米
の呼吸が活発になって米内部のエネルギを消費(以下穀
物の劣化という)して米の品質が低下し、また、温度が
高いと微生物の繁殖が活発になってかび発生を引き起こ
し米の品質を低下させるので、貯留されている米の温度
自体も米の品質に大きく影響する。
を調整維持して収穫米の品質を保つための風量基準とし
て、収穫米(穀物の種類)の含有水分および貯留日数に
対して貯留米の単位重量当たりの風量が決められてい
る。これを安全限界風量比という。したがって、この安
全限界風量比を満たしておれば、例えば水分24%である
10tonの収穫米を三日間貯留しても安全であるという
具合に判定されることになる。
いて説明する。穀物の乾燥効率ηは単位総消費電力WH当
たりの穀物からの脱水量Gkg でありこれを式で表すと次
の通りである。
を送る送風機と乾燥用空気の湿度を調整する除湿器のコ
ンプレッサの動力であり、(1式)における総消費電力
WH=送風機の消費電力WH1 +除湿機の消費電力WH2 ‥‥
‥‥‥(2式)として表すことができる。また(1式)
における脱水量Gkg を式で表すと次の通りである。脱水
量Gkg =(排気の絶対湿度Mx−送風空気の絶対湿度My)
×送風量V×送風空気の比重γ‥‥‥‥(3式)
総消費電力WHを少なくし、かつ、脱水量Gkg を多くする
ことが条件となる。穀物の乾燥方法において総消費電力
WHを少なくする手段としては送風量を少なくして送風機
の消費電力WH1 を少なくすることがあげられ、また、除
湿機のコンプレッサを停止して除湿器の消費電力WH2を
少なくすることがあげられる。
記3式により、(排気の絶対湿度Mx−送風空気の絶対湿
度My)の値を大きくするか、送風量Vを多くするかのい
ずれかであるが、(排気の絶対湿度Mx−送風空気の絶対
湿度My)の値を大きくする条件は送風される空気中の水
分をできるかぎり除湿器によって除去して送風空気の絶
対湿度Myを低くすることにより達成されるので、上記除
湿器の消費電力WH2 を少なくすることと相反するものが
あり、また、送風量Vを多くすることも上記送風機の消
費電力WH1 を少なくすることとの間で相反するものがあ
る。したがって、乾燥効率ηを最大にするためには互い
に相反する関係にある脱水量Gkg と総消費電力WHをいか
に調整するかが要点になる。
すなわち、安全限界風量比を考えなければならない。穀
物の品質に関する本発明の基本的な考えとして、穀物の
水分が非常に高い場合には穀物の品質を優先するように
する。すなわち、安全限界風量比を満足して穀物の品質
を維持するのに必要な風量を送風できる送風機を計画時
点で選定しておき、この送風機を定格運転することによ
り穀物の品質を維持し、一方において排気をリサイクル
するかどうかで乾燥効率を高めるようにする。
能率良く乾燥させるために乾燥用空気をリサイクルして
除湿乾燥器により送風空気の湿度を次第に下げながら乾
燥することが一般に行われている。しかしながら、被乾
燥物の種類によってはリサイクルによる乾燥のさせ方が
異なる。例えば、薬草のように水分が多く、かつ、薬草
の水分を十分に除去して粉末状にするような場合におい
て、水分の高い段階では排気される空気中に大量の水分
が含まれているのでその排気をそのまま排出し、水分が
ある一定量になった段階でその排気を再び除湿乾燥器に
導いて排気中の水分を除去しながら薬草の水分が十分に
除去されるまで排気のリサイクルを継続的に行うように
している。
いるように材木を乾燥させる場合には材木の乾燥特性、
すなわち材木の表面のみが乾燥してしまうと材木の芯部
にある水分が閉じ込められてしまい、乾燥時間が長くな
るので、材木の表面が過乾燥にならないように排気をリ
サイクルしたり排気をそのまま排出したりして温度と湿
度を調整しながら材木の芯部の水分を効率良く除去し材
木の乾燥を行うようにしている。
を行うようにしている。図3を用いて説明すると、先ず
木材が製材されたばかりの水分が多い第一段階において
はダンパ2の開度調整をして一部の空気を補助凝縮器3
を通して放出する状態、ダンパ5を開いて外気を取り入
れる状態、脱湿蒸発器4凝縮器6をOFF の状態にし、乾
燥室1内で木材の水分を吸収し大量の水分を含んだ乾燥
用空気の一部を補助蒸発器3を通して外気に放出し、残
余の空気を脱湿蒸発器4で含有水分を蒸発させることな
く大量の水分を含んだ状態でダンパ5を通して吸引され
る外気と混合して絶対湿度を調節した後にOFF の状態に
ある凝縮器6を通過して送風機7により乾燥室1に再循
環する。この第一の段階は乾燥室1内の空気の絶対湿度
が外気の絶対湿度に略等しくなるまで継続される。これ
により、木材の表面が過乾燥にならないように乾燥が促
進される。次に、第二段階から第四段階ではダンパ2お
よび5を閉じた状態、脱湿蒸発器6および凝縮器4をON
の状態にし乾燥用空気を閉回路の状態で循環させ、この
循環している乾燥用空気中の水分を脱湿蒸発器6および
凝縮器4で次第に除去しながら木材の表面の過乾燥を抑
制しつつ木材の芯まで均一に乾燥するようにしている。
来の穀物の乾燥方法は設定湿度が外気の湿度よりも高い
ときにはダンパ9を閉じて外気の吸引を停止すると共に
ダンパ10を閉じ、閉回路の状態で乾燥用空気を循環させ
て次第に乾燥用空気の湿度を下げながら送風機7により
循環させ、貯留槽1内の穀物の過乾燥を防止しつつ穀物
を乾燥するようにしている。そして、設定湿度が外気の
湿度よりも低いときはダンパ9およびダンパ10を開いた
状態にし、ダンパ9から外気を吸引して除湿器8で除湿
し貯留槽1内の穀物を乾燥した後にダンパ10から大気中
に排気するようにして穀物の過乾燥を防止しながら乾燥
するようにしている。また、外気の湿度が非常に高く、
あるいは設定湿度に近いときにはダンパ9および10を半
開にして一部の空気を大気中に放出し残余の空気を循環
するようにして穀物の過乾燥を防止しながら乾燥するよ
うにしている。
方式の乾燥はいずれも乾燥効率の点で問題がある。先
ず、薬草の乾燥にあっては薬草の含有水分の高い段階で
は排気される空気中に大量の水分が含まれているのでそ
の排気をそのまま排出し、水分がある一定量になった段
階でその排気を再び除湿乾燥器に導いて排気中の水分を
除去しながら薬草の水分が十分に除去されるまで排気の
リサイクルを継続的に行うので、外気の条件が良いとき
でもその外気を利用することなく排気をリサイクルして
薬草の乾燥が完了するまで除湿器が継続的に運転され、
かつ、これに伴い送風機も連続的に定格運転されること
になり、本発明が対象にしている穀物の乾燥の観点から
見た場合に総消費電力が多く消費されて乾燥効率が低い
という問題がある。
れたばかりの水分が多い第一段階においては乾燥室1内
で木材の水分を吸収し大量の水分を含んだ乾燥用空気の
一部を補助蒸発器3を通して外気に放出し、残余の空気
を脱湿蒸発器4で含有水分を蒸発させることなく大量の
水分を含んだ状態でダンパ5を通して吸引される外気と
混合して絶対湿度を調節した後にOFF の状態にある凝縮
器6を通過して送風機7により乾燥室1に再循環するの
で、送風湿度が高くなり結果として脱水量が少なくなり
穀物の乾燥の観点から見た場合に乾燥効率が低いという
問題がある。また、第二段階から第四段階では乾燥用空
気を閉回路の状態で循環させ、この循環している乾燥用
空気中の水分を脱湿蒸発器6および凝縮器4で次第に除
去しながら乾燥するので、穀物の乾燥の観点から見た場
合に、上記薬草の乾燥の場合と同様に外気の条件が良い
ときでもその外気を利用することなく排気をリサイクル
することから脱湿蒸発器6および凝縮器4と送風機7が
連続的に定格運転されて総消費電力が多くなり乾燥効率
が低いという問題がある。
例は過乾燥防止を主目的としている関係上、設定湿度が
外気の湿度よりも高いとき(外気の条件がよいとき)は
湿度の高い空気を閉回路の状態で循環させて次第に乾燥
用空気の湿度を除湿器により下げながら送風機7により
循環させているので、脱水量が少ないと共に、除湿器お
よび送風機を連続定格運転しなければならないことから
総消費電力が多くなって乾燥効率が低いという問題があ
る。
御についての記載はなく、乾燥効率に関係する送風機の
消費電力を最小限にして乾燥効率を向上するという技術
の開示がない。
あり、脱水量、総消費電力および穀物の品質を総合的に
みて乾燥効率を向上するようにした穀物の乾燥方法を提
供するものである。
の本発明に係る手段は、除湿器を通過した乾燥用空気を
送風機により穀物を貯留している貯留槽に導いて穀物を
乾燥する穀物の乾燥方法において、前記貯留槽から排出
される排気の相対湿度および温度と穀物の平衡水分から
前記貯留槽内に貯留されている穀物の水分を判断し、該
判断された水分に対応して前記貯留槽内に供給される送
風量を制御することを特徴とするものである。
作用がある。すなわち、除湿器を通過した乾燥用空気を
送風機により穀物を貯留している貯留槽に導いて穀物を
乾燥するようにした該貯留槽から排出される排気の相対
湿度および温度と穀物の平衡水分から前記貯留槽内に貯
留されている穀物の水分を判断し、該判断された水分に
対応して前記貯留槽内に供給される送風量を制御するよ
うにしたので、この水分が低いと判断された場合には小
風量にして送風機の消費電力を低減し、水分が高いと判
断された場合には大風量にして脱水量を多くし、乾燥効
率を高くすることが可能になり、また、安全限界風量比
を満たすようにこの水分の判断基準と風量を設定するこ
とにより穀物の品質を維持することが可能になり、そし
て、排気条件により穀物の水分を判断することにより、
この排気条件と外気条件とを比較して排気をリサイクル
するかどうかの判断ができるようになり、送風空気の湿
度を低くし温度を高くして乾燥効率を高くすることが可
能になる。
詳細に説明する。まず、図1に示した検出器11により
外気相対湿度mxと外気温度txとを検出し、これらの
検出値mx,txに基づいて除湿器運転判断部12によ
り除湿器13を運転するか否かを判断する。この除湿器
運転判断部12は、図2に示した穀物の平衡水分に関す
る相対湿度と温度との関係から、例えば、外気温度tx
が5℃で外気相対湿度mxが55%の外気条件から外気
温度txが40℃で外気相対湿度mxが69%の外気条
件の(A)の範囲の外気条件である場合に、この条件の
外気により貯留槽1の穀物を水分14%以下まで乾燥さ
せることができるので、除湿器13で外気を除湿しなく
ても十分に穀物を乾燥させることができると判断し、上
記した条件の外気下では除湿器13を停止すると判断す
る。この判断により、除湿器13の消費電力(WH1)
がゼロになり、且つ外気取り入れダンパ14を開いて外
気を取り入れると共に排気ダンパ15を開いて排気する
ことで大風量の外気で穀物を乾燥して脱水量Gを多く
し、これにより穀物の乾燥効率を向上させることができ
ると共に、上記外気条件の外気が大風量で送風されるの
で、安全限界風量比が満たされ、穀物がいかなる水分で
あっても当該穀物の品質を維持することができる。な
お、上記穀物の品質の維持とは、穀物の劣化を抑制する
ことであり、例えば米の品質の維持とは、かびの発生、
食味の低下、胴割れ、籾摺り時における玄米の肌ずれ等
が生じるのを抑制することである。
対湿度mxと外気温度txとが、図2の(B)又は
(C)の範囲である場合には、除湿器13を運転すると
判断し、この時、図2に示した穀物安全性判断部16で
は、穀物が安全であるか否かを判断する。この穀物の安
全性の判断は、検出器17で排気相対湿度Mxと排気温
度Txとを検出し、これらの検出値Mx,Txに基づい
て上記穀物安全性判断部16が図2の平衡水分の関係か
ら貯留槽1内の穀物の水分を逆算出し、この穀物の水分
に基づいて行われる。例えば、排気湿度Mxが80%、
排気温度Txが20℃である場合には、図2における水
分18%のライン上となり、貯留槽1内の穀物の水分が
18%であると判断される。なお、本実施例における穀
物の安全性とは、貯留槽1内の穀物が品質を維持するた
めに適した水分であるか否かを言う。
あるとき、すなわち、排気温度5℃で排気相対湿度55%
ないし75%から排気温度40℃で排気相対湿度69%ないし
87%のとき貯留槽1内の穀物の水分は14%から18%の範
囲にあって小風量でも安全であると判断され、この判断
信号がリサイクル・風量判断部18に入力される。リサイ
クル・風量判断部18において、検出器11から入力される
外気相対湿度mx と温度tx および検出器17から入力さ
れる排気の相対湿度Mxと温度Txにより外気相対湿度mx
と排気の相対湿度Mxおよび外気温度tx と排気温度Txを
比較し、外気相対湿度mx が排気の相対湿度Mxに等しい
か高い時、およびまたは外気温度tx が排気温度Txに等
しいか低い時に送風機制御部20の小風量に出力されて送
風機7が制御され、小風量でかつ外気取り入れダンパ14
および排気ダンパ15を閉めて排気をリサイクル(以下こ
の条件をリサイクル小風量条件という)する。
全であると判断され、かつ、穀物の乾燥に対して排気の
方が条件がよいと判断されているので、小風量でも安全
限界風量比が満足されて穀物の品質が保証され、かつ、
風量を少なくして送風機7の消費電力WH1 を少なくし、
更に外気よりも相対湿度Mxが低く、およびまたは温度Tx
が高い排気をリサイクルして除湿器13で除湿することに
より、送風される空気の相対湿度myを更に低くして脱水
量Gを多くし乾燥効率を向上することが可能になる。
対湿度mx が排気の相対湿度Mxよりも低い時、およびま
たは外気温度tx が排気温度Txよりも高い時に送風機制
御部20の大風量部に入力されて送風機7が制御され、大
風量でかつ外気取り入れダンパ14および排気ダンパ15を
開けて排気を排出(以下この条件を非リサイクル大風量
条件という)する。
なるということは穀物から十分に脱水されて、穀物の水
分の蒸発熱により空気の熱が奪われて排気温度Txが低下
しその水分を吸収して排気相対湿度Mxが上昇することを
意味しているので、条件のよい外気を取り入れて水分が
多くなっている排気を排出し、かつ、大風量にして脱水
量Gを多くすることにより乾燥効率を向上することが可
能になる。
判断された場合にはその判断信号はリサイクル非リサイ
クル判断部19に入力されると共に、穀物の安全性を優先
して送風機制御部20の大風量部に入力されて送風機7が
制御される。すなわち、図2において排気温度Txが5℃
で排気相対湿度Mxが75%以上から排気温度Txが40℃で排
気相対湿度Mxが87%以上の(C)の範囲の時に穀物は安
全でない(高水分である)と判断され、この時には貯留
槽1に大風量を送風し安全限界風量比を満たして穀物の
安全を第一に図り、かつ、外気よりも相対湿度Mxが低
く、およびまたは温度Txが高い排気をリサイクルして除
湿器13で除湿することにより、送風される空気の相対湿
度myを更に低くして脱水量Gを多くし乾燥効率を向上
し、また、外気相対湿度mx が排気の相対湿度Mxよりも
低い時、およびまたは外気温度tx が排気温度Txよりも
高い時に大風量でかつ外気取り入れダンパ14および排気
ダンパ15を開けて排気を排出し、大風量にして脱水量G
を多くすることにより乾燥効率を向上することが可能に
なる。
出し貯留槽1内の穀物の水分を判断することにより、こ
の排気条件を利用して外気条件と比較し排気をリサイク
ルするかどうかを判断すると共に送風量を判断して、脱
水量、総消費電力および穀物の品質を総合的にみて乾燥
効率を向上させることが可能になる。
び穀物安全性判断部16での判断設定基準として穀物の平
衡水分と湿度および温度との関係を図2に示したが、範
囲(A)、(B)、(C)はこれに限定されるものでは
なくこの範囲の設定は任意に行うことができる。
から排出される排気の相対湿度および温度と穀物の平衡
水分から前記貯留槽内に貯留されている穀物の水分を判
断し、このように判断された水分に対応して前記貯留槽
内に供給される送風量を制御するようにしたので、この
水分が低いと判断された場合には小風量にして送風機の
消費電力を低減し、水分が高いと判断された場合には大
風量にして脱水量を多くし、乾燥効率を高くすることが
でき、また、安全限界風量比を満たすようにこの水分の
判断基準と風量を設定することにより穀物の品質を維持
することができ、そして、排気条件により穀物の水分を
判断することにより、その排気条件と外気条件を比較し
て排気をリサイクルするかどうかの判断ができるように
なり、送風空気の湿度を低くし温度を高くして乾燥効率
を高くすることができる。
どうかを除湿器運転判断部で判断し除湿器を運転しない
と判断した時には大風量で外気を吸引して乾燥した後に
その排気を排出することにより、除湿器の消費電力をゼ
ロにして総消費電力を少なくし、かつ、大量の外気によ
り穀物を乾燥して脱水量が多くなり乾燥効率を向上する
ことが可能になると共に、大量の空気を送風して安全限
界風量比が確保されて穀物の品質を維持することができ
る。
た時には穀物安全性判断部で穀物が安全であるかどうか
を排気条件により判断し、安全であると判断した場合に
は外気の温度および相対湿度と排気の温度および相対湿
度とを比較して外気の相対湿度が排気の相対湿度よりも
高いか、およびまたは外気温度が排気温度よりも低い時
に小風量で排気をリサイクルすることにより、穀物の品
質が保証され、かつ、相対湿度が外気よりも低く外気温
度よりも高い排気をリサイクルして送風湿度を低下させ
ると共に送風温度を高めて脱水量を増加させ、更に小風
量にして送風機の消費電力を少なくし乾燥効率を向上す
ることができる。
の相対湿度よりも低いか、およびまたは外気温度が排気
温度よりも高い時に大風量で外気を吸引して乾燥した後
にその排気を排出することにより、穀物の品質が保証さ
れ、かつ、相対湿度が排気よりも低く排気温度よりも高
い外気を取り入れて送風湿度を低下させると共に送風温
度を高め、大量の外気により乾燥して排気することによ
り脱水量を多くし乾燥効率を向上することができる。
には大風量にし外気条件と排気条件を比較して排気をリ
サイクルするかしないかを判断することにより、安全限
界風量比を満たして穀物の品質を保証しつつ脱水量を多
くし、かつ、リサイクルするかどうかを判断して送風湿
度を低下し送風温度を高め、乾燥効率を向上することが
できる。これにより、脱水量、総消費電力および穀物の
品質を総合的にみて乾燥効率を向上するようにした穀物
の乾燥方法を得ることができる。
湿度の関係を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 除湿器を通過した乾燥用空気を送風機に
より穀物を貯留している貯留槽に導いて穀物を乾燥する
穀物の乾燥方法において、前記貯留槽から排出される排
気の相対湿度および温度と穀物の平衡水分から前記貯留
槽内に貯留されている穀物の水分を判断し、該判断され
た水分に対応して前記貯留槽内に供給される送風量を制
御することを特徴とする穀物の乾燥方法。 - 【請求項2】 除湿器を通過した乾燥用空気を送風機に
より穀物を貯留している貯留槽に導いて穀物を乾燥する
穀物の乾燥方法において、外気の温度および相対湿度と
前記貯留槽から排出される排気の温度および相対湿度と
を比較して外気の相対湿度が排気の相対湿度よりも高い
か、およびまたは外気温度が排気温度よりも低い時に小
風量で排気をリサイクルし、外気の相対湿度が排気の相
対湿度よりも低いか、およびまたは外気温度が排気温度
よりも高い時に大風量で外気を吸引して乾燥した後にそ
の排気を排出することを特徴とする穀物の乾燥方法。 - 【請求項3】 除湿器を通過した乾燥用空気を送風機に
より穀物を貯留している貯留槽に導いて穀物を乾燥する
穀物の乾燥方法において、前記貯留槽から排出される排
気の相対湿度と温度により貯留槽内の穀物の水分を判断
し、水分が多いと判断したときには大風量にし、かつ、
外気の温度および相対湿度と前記貯留槽から排出される
排気の温度および相対湿度とを比較して外気の相対湿度
が排気の相対湿度よりも高いか、およびまたは外気温度
が排気温度よりも低い時に排気をリサイクルし、外気の
相対湿度が排気の相対湿度よりも低いか、およびまたは
外気温度が排気温度よりも高い時に外気を吸引して乾燥
した後にその排気を排出することを特徴とする穀物の乾
燥方法。 - 【請求項4】 除湿器を通過した乾燥用空気を送風機に
より穀物を貯留している貯留槽に導いて穀物を乾燥する
穀物の乾燥方法において、穀物安全性判断部で穀物が安
全であるかどうかを排気条件により判断し、安全である
と判断した場合には外気の温度および相対湿度と排気の
温度および相対湿度とを比較して外気の相対湿度が排気
の相対湿度よりも高いか、およびまたは外気温度が排気
温度よりも低い時に小風量で排気をリサイクルし、外気
の相対湿度が排気の相対湿度よりも低いか、およびまた
は外気温度が排気温度よりも高い時に大風量で外気を吸
引して乾燥した後にその排気を排出し、また、穀物が安
全でないと判断した場合には大風量にし外気条件と排気
条件を比較して排気をリサイクルするかしないかを判断
することを特徴とする穀物の乾燥方法。 - 【請求項5】 除湿器を通過した乾燥用空気を送風機に
より穀物を貯留している貯留槽に導いて穀物を乾燥する
穀物の乾燥方法において、外気条件により前記除湿器を
運転するかどうかを除湿器運転判断部で判断し除湿器を
運転しないと判断した時には大風量で外気を吸引して乾
燥した後にその排気を排出し、除湿器を運転すると判断
した時には穀物安全性判断部で穀物が安全であるかどう
かを排気条件により判断し、安全であると判断した場合
には外気の温度および相対湿度と排気の温度および相対
湿度とを比較して外気の相対湿度が排気の相対湿度より
も高いか、およびまたは外気温度が排気温度よりも低い
時に小風量で排気をリサイクルし、外気の相対湿度が排
気の相対湿度よりも低いか、およびまたは外気温度が排
気温度よりも高い時に大風量で外気を吸引して乾燥した
後にその排気を排出し、また、穀物が安全でないと判断
した場合には大風量にし外気条件と排気条件を比較して
排気をリサイクルするかしないかを判断することを特徴
とする穀物の乾燥方法。
Priority Applications (1)
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JP5310593A JP3271026B2 (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | 穀物の乾燥方法 |
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JPH06237687A JPH06237687A (ja) | 1994-08-30 |
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