JP3911280B2

JP3911280B2 - 残渣乾燥設備

Info

Publication number: JP3911280B2
Application number: JP2005067281A
Authority: JP
Inventors: 哲郎原田; 寛浮草
Original assignee: 石川島検査計測株式会社
Priority date: 2004-07-07
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2025-03-10
Also published as: JP2006046889A

Description

本発明は残渣乾燥設備に関するものである。

近年「食品循環資源の再生利用等の促進に関する法律」が施行され、食品の製造、加工または調理などの過程において副次的に得られた物品であって、そのままの形態では食用に供することができない食品廃棄物のうち、有用なもの（食品循環資源）を脱水、乾燥、粉砕などの処理を行なって肥料、飼料、その他製品の原材料に再生利用し、食品廃棄物の減量を図ることが、事業者の責務となった。

また、食品循環資源である醤油粕に湿潤化処理と乾燥処理を逐次行なって醤油粕の異臭成分を取り去り、配合飼料や肥料の原材料に醤油粕を再生利用できるようにする処理方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

リンゴなどの果実から果汁を絞り取った後の残渣は、糖分を多く含んでいるので家畜の飼料に適しているが、果汁を絞り取る加工地と家畜の飼育地が離れていたり、果実の収穫時期だけにしか残渣を得ることができないなどの事由によって、家畜に果実の残渣を給餌することはあまり行なわれていない。
特開２００３−１９４７１号公報

糖分を多く含んでいる植物性の残渣を通年にわたって家畜に給餌するためには、脱水、乾燥などの処理を充分に施し、腐敗を防ぐとともに重量を減らして保管や輸送の取り扱いを容易にする必要がある。

ところが、特許文献１に例示されている多段円盤乾燥器を用いて、果実の残渣を熱風で乾燥させると、水分の蒸発に伴って糖分の相対的な割合が増え、当該乾燥器の構成部材に残渣が付着して取り出せなくなってしまう。

本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、糖分を含んだ残渣を効率よく乾燥できるようにすることを目的としている。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、処理板に置かれた残渣を平らに均し且つ引き剥がすスクレーパ、及び該スクレーパで引き剥がした残渣を表裏が反転するように処理板に向けて順に切り落とすカッタを有する前段乾燥機構と、この前段乾燥機構の処理板に置かれた残渣を加熱し且つ燃焼ガスを送出し得る輻射乾燥手段と、前記燃焼ガスから熱エネルギーを得て後段乾燥機構の筒体内に溜めてある残渣に熱風を送給する通気乾燥手段とを備えている。

請求項２に記載の発明は、通気乾燥手段が送出する熱風の一部を、前段乾燥機構の処理板に置いてある残渣へ送るように構成している。

請求項３に記載の発明は、前段乾燥機構の処理板と輻射乾燥手段との間に除湿用空気を水平に流す通気除湿手段を備えている。

請求項１に記載の発明においては、処理板に置いた残渣を輻射乾燥手段により加熱して脱水する前段工程と、当該前段工程が済んだ残渣を筒体に入れ、熱エネルギーを燃焼ガスから得た適当な温度の熱風を通気乾燥手段により筒体内へ送給して、筒体内にある残渣を熱風に晒して脱水する後段工程とを同時に行なう。

請求項２に記載の発明においては、処理板に置いてある残渣へ通気乾燥手段が送出する熱風の一部を送り、蒸発により発生する水膜を取り除く。

請求項３に記載の発明においては、通気除湿手段が送出する除湿用空気を処理板と輻射乾燥手段との間へ流し、残渣から生じた水蒸気を大気中へ逃がす。

本発明の残渣乾燥設備によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。

（１）請求項１に記載の発明では、筒体内に溜めてある残渣を、燃焼ガスから熱エネルギーを得た適当な温度の熱風に晒して脱水するので、熱エネルギーを有効に活用しつつ残渣を効率よく乾燥させることができる。

（２）請求項２に記載の発明では、輻射乾燥手段とは別途に、処理板に置かれた前段工程の残渣を、通気乾燥手段が送出する熱風の一部により加熱して水膜を取り除くので、熱エネルギーを有効に活用しつつ残渣を効率よく乾燥させることができる。

（３）請求項３に記載の発明では、残渣から生じた水蒸気を、通気除湿手段が送出する除湿用空気により大気中へ逃がすので、筒体内へ送る熱風の低湿度化を図ることができ、残渣の乾燥に要する時間が短縮される。

（４）請求項１乃至請求項３に記載の発明のいずれにおいても、残渣を乾燥させることによって腐敗の防止と重量の削減が達成され、糖分が多い残渣の保管や輸送の取り扱いが容易になり、果汁の製造過程で副次的に得られる果実の残渣を、食品循環資源として健康食品の素材や家畜の有用な飼料などの広い分野にわたって再生利用することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１乃至図６は本発明の残渣乾燥設備の実施の形態の一例を示すもので、この残渣乾燥設備は、前段乾燥機構Ａと後段乾燥機構Ｂに区分される。

前段乾燥機構Ａは、残渣Ｚが置かれる処理板１１と、当該処理板１１を幅方向に挟んで向き合うようにフレーム１２と、前記処理板１１に置かれた残渣Ｚを平らに均し且つ皮状に引き剥がすスクレーパ１３と、当該スクレーパ１３により引き剥がされた残渣Ｚを処理板１１に向けて順に切り落とすためのカッタ１４と、当該カッタ１４を組み込んだドラム１５と、前記処理板１１に置かれた残渣Ｚを加熱する輻射乾燥手段としての赤外線ヒータ１６とを備え、フレーム１２、スクレーパ１３、カッタ１４、並びにドラム１５によって反転ユニット２２を構成している（図１乃至図４参照）。

処理板１１は、正逆双方向に周回可能なベルトコンベヤ方式のもの、あるいは長手方向に往復移動可能なテーブル方式のもののいずれであってもよい。

スクレーパ１３は、長辺が処理板１１全幅と同程度の細長い形状で、処理板１１の上方に位置するようにフレーム１２の間に配置してある。

スクレーパ１３の一方の長辺は、処理板１１幅方向に水平に延びるシャフト１８によりフレーム１２に枢支され、スクレーパ１３の他方の長辺が、処理板１１の上面（残渣Ｚを置く面）に接触し得るようになっている。

更に、スクレーパ１３の他方の長辺を処理板１１に向かって付勢するために、シャフト１８端部にアーム１９の下端部を固着し、当該アーム１９の上端部とフレーム１２の所定箇所との間に、引っ張り方向に作用するコイルばね２０を設けている。

すなわち、残渣Ｚが置いてある処理板１１をシャフト１８下方を経てスクレーパ１３側へ進む矢印Ｃ方向に移動させると、スクレーパ１３が処理板１１上の残渣Ｚを薄く平らに均し、処理板１１をスクレーパ１３側へ進む矢印Ｄ方向に移動させると、スクレーパ１３が処理板１１上から残渣Ｚを皮状に引き剥がす。

赤外線ヒータ１６は、ＬＰＧ、ＬＮＧなど気体燃料Ｆを使う燃焼方式のヒータであり、スクレーパ１３によって均された残渣Ｚに輻射熱を付与し得るように、処理板１１の上方に配置してある。

ドラム１５は、両端部にあるフランジの間隔が処理板１１全幅と同程度で、スクレーパ１３の残渣Ｚ均し方向上流側（図２において左側）に位置するようにフレーム１２の間に配置してある。

ドラム１５の胴部は、処理板１１幅方向に水平に延び且つモータ（図示せず）から回転が伝達されるシャフト２１によりフレーム１２に枢支され、ドラム１５のフランジ間には複数のカッタ１４が、シャフト２１に対して平行に張設してある。

すなわち、カッタ１４が上方からスクレーパ１３に向かって近付き且つ当該スクレーパ１３の残渣Ｚ均し方向上流側へ進む矢印Ｅ廻り（図２において時計廻り）にドラム１５を回転させ、前述したように薄く平らに均した残渣Ｚが載っている処理板１１を矢印Ｄ方向へ移動させると、ドラム１５の回転に応じてカッタ１４がスクレーパ１３によって皮状に引き剥がされた残渣Ｚを、処理板１１に向けて順に小片状に切り落とす。

小片状の残渣Ｚは、カッタ１４が食い込む断ち切り部分がスクレーパ１３の残渣Ｚ均し方向上流側へ向かって振り飛ばされることになるので、表裏が反転した状態で処理板１１に落下する。

残渣Ｚの表裏を確実に反転させるためには、カッタ１４を線状とすることが望ましく、また、カッタ１４への残渣Ｚの付着も抑制することができる。

この後、処理板１１を前述したように矢印Ｃ方向に移動させて、表裏が反転した残渣Ｚをスクレーパ１３で薄く平らに均したうえ、再度、赤外線ヒータ１６により加熱すれば、糖分の焦げ付きを発生させずに残渣Ｚを効率よく乾燥させることができる。

上述した前段乾燥機構Ａでは、反転ユニット２２を位置固定として残渣Ｚが載る処理板１１を移動させるような構成にしてあるが、これとは逆に、処理板１１を位置固定にして反転ユニット２２を移動させるような構成を採っても、同様な作用効果が得られる。

後段乾燥機構Ｂは、縦列に配置され且つ下端から上端に向けて内径が拡がる筒体３１，３２と、これら筒体３１，３２の上端全周に密着して上下に延びる処理塔３３と、各筒体３１，３２内部を縦通するシャフト３４と、該シャフト３４に装着され且つ各筒体３１，３２の下端にそれぞれ向き合って間隙を形成する笠状の受板３５，３６と、前記シャフト３４を回転させるモータ３７と、前段乾燥機構Ａの赤外線ヒータ１６で生じた燃焼ガスＧから熱エネルギーを得て処理塔３３下部に熱風Ｈを送給する通気乾燥手段としてのファン３８及びミキサ３９とを備えている（図１、図５、図６参照）。

ミキサ３９は燃焼ガスＧに空気を混合して、燃焼ガスＧよりも温度が低く、後段乾燥機構Ｂに適した熱風Ｈをつくる。

処理塔３３は、残渣Ｚが溜まる回収箱４０、筒体３１を内装した外殻４１、筒体３２を内装した外殻４２、残渣Ｚを受け入れる外殻４３、モータ３７を内装した機器室４４を順に積み重ねて接続したものであり、外殻４３には、前段乾燥機構Ａでの乾燥処理が済んだ残渣Ｚを処理塔３３内部に投入するためのフィーダ４５が設けてある。

フィーダ４５は、図５に示すようなプッシャー方式のものの他に、残渣Ｚを連続的に投入可能なスクリュー方式のものであってもよい。

また、機器室４４の上端部には、微細な固形分を捕集するためのサイクロンセパレータ４６が組み込んである。

回収箱４０には、シール機能を有するスクリューコンベヤ（図示せず）が付帯しており、残渣Ｚを連続的に外部へ送出できるようにしてある。

シャフト３４は、外殻４１の下端部、筒体３１の上端部、並びに筒体３２に上端部に、ブラケット４７，４８，４９により枢支されている。

受板３５，３６には、熱風Ｈの通過を許容し且つ残渣Ｚの通過を阻止し得る形状の多数の通気孔５０が穿設してある。

筒体３１，３２の下端部には、当該筒体３１，３２の内部に溜まった残渣Ｚを受板３５，３６の回転によって切り出すための案内板５１，５２が取り付けてある。

この案内板５１，５２は筒体３１，３２内方への差込み量が調整可能で、残渣Ｚの切り出し量は、案内板５１，５２の差込み量が深くなるほど増加する。

また、上方の筒体３２内部での熱風Ｈの流速が、下方の筒体３１内部での熱風Ｈの流速よりも高くなるように、下方にある筒体３１の下端開口断面積は、上方にある筒体３２の下端開口断面積に比べて大きく設定してある。

更に、シャフト３４には、筒体３１，３２の内部に位置するようブレード５３，５４が装着してある。

この後段乾燥機構Ｂによって残渣Ｚを乾燥する場合には、フィーダ４５から処理塔３３内部に残渣Ｚを投入して筒体３２に溜め、熱風Ｈを処理塔３３の下部に送給するとともに、モータ３７を作動させてシャフト３４を回転させる。

これにより、処理塔３３内部を上方へ向かう熱風Ｈの流れが、筒体３２に溜まっている残渣Ｚの中を通り抜け、熱風Ｈで乾燥した残渣Ｚが、受板３６の回転により切り出されて筒体３１の内部へと落下し、同様に処理塔３３内部へ上方へ向かう熱風Ｈの流れが、筒体３１に溜まった残渣Ｚの中を通り抜け、熱風Ｈで更に乾燥した残渣Ｚが受板３５の回転により切り出されて回収箱４０へと落下する。

熱風Ｈの流速は、筒体３１，３２上端に近付くほど内径の拡大に応じて低くなるため、筒体３１，３２に溜まっている残渣Ｚは熱風Ｈより吹き上げられるものの、残渣Ｚの上層部分が下層部分の飛散を抑える役割を果たし、その中間部分では残渣Ｚが僅かに浮上する状態となる。

筒体３１，３２の内面に残渣Ｚが塊状に付着した場合、当該残渣Ｚは、シャフト３４と一体的に回転するブレード５３，５４によって切り崩され、熱風Ｈの流通が確保される。

乾燥した残渣Ｚ中に含まれている微細な固形分は、サイクロンセパレータ４６によって捕集されるが、この微細な固形分も回収箱４０に落下した残渣Ｚと合わせて、健康食品の素材や家畜の飼料などに再生利用することができる。

このように、後段乾燥機構Ｂでは、筒体３１，３２に入れた残渣Ｚを、熱風Ｈに晒して乾燥するので、糖分による筒体３１，３２や受板３５，３６への残渣Ｚの付着を防ぐことができる。

また、残渣Ｚが溜まる筒体３１，３２を縦列に配置し、熱風Ｈにより脱水が進捗した残渣Ｚを、上方の筒体３２から下方の筒体３１へ順に移して水分を逐次減らす構成としたので、限られた設備据付面積で残渣Ｚを効率よく乾燥させることができる。

更に、前段乾燥機構Ａの処理板１１に置かれた残渣Ｚに水膜除去用の熱風Ｈを送給する通気乾燥手段としてのファン５５及びミキサ５６を、後段乾燥機構Ｂのファン３８の吸気経路に接続した構成を採用すれば、燃焼ガスＧの熱エネルギーを有効に活用して残渣Ｚを効率よく乾燥させることができる。

このミキサ５６は、先述したミキサ３９から送出される熱風Ｈに空気を混合して、熱風Ｈの温度を水膜除去に適した温度に下げる。

図７は通気除湿手段を備えた前段乾燥機構Ａを示すもので、図中、図１及び図２などと同一の符号を付した部分は同一物を表している。

通気除湿手段は、大気を吸引するファン５７と、当該ファン５７が送り出す除湿用空気Ｊを、処理板１１よりも上側で且つ赤外線ヒータ１６よりも下側の空間に流す導風ノズル５８とを有している。

導風ノズル５８の姿勢は、除湿用空気Ｊが水平に且つ処理板１１移動方向に対して交差する向きに流れるように定めてある。

また、赤外線ヒータ１６で生じた燃焼ガスＧは、先に述べた通気乾燥手段のファン３８の吸引力により、赤外線ヒータ１６に並ぶフード５９を経てミキサ３９に到達するようにしてある。

つまり、赤外線ヒータ１６の輻射熱によって残渣Ｚを加熱する際に、ファン５７を作動させて処理板１１と赤外線ヒータ１６との間に除湿用空気Ｊを流すと、当該除湿用空気Ｊが残渣Ｚから生じた水蒸気を随伴して大気中へ逃がすことなる。

従って、フード５９を経てミキサ３９へと流れる燃焼ガスＧの水分量が著しく減少し、ファン３８から処理塔３３（図５参照）の下部へ送給される熱風Ｈの低湿度化を図られ、後段乾燥機構Ｂでの残渣Ｚの乾燥に要する時間を短縮できる。

なお、本発明の残渣乾燥設備は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、残渣を溜める筒体の数を変更すること、後段乾燥機構だけで残渣を乾かすようにすること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。

本発明の残渣乾燥設備は、様々な食品循環資源に適用できる。

本発明の実施の形態の一例における前段乾燥機構の燃焼乾燥手段と後段乾燥機構の通気乾燥手段の関係を示す概念図である。本発明の実施の形態の一例における前段乾燥機構を示す概念図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。図３におけるスクレーパの支持構造を示す概念図である。本発明の実施の形態の一例における後段乾燥機構を示す概念図である。図５のＶＩ−ＶＩ矢視図である。通気除湿手段を備えた前段乾燥機構を示す概念図である。

符号の説明

１１処理板
１６赤外線ヒータ（輻射加熱手段）
３１筒体
３２筒体
３８ファン（通気乾燥手段）
３９ミキサ（通気乾燥手段）
５５ファン（通気除湿手段）
Ａ前段乾燥機構
Ｂ後段乾燥機構
Ｇ燃焼ガス
Ｈ熱風
Ｊ除湿用空気
Ｚ残渣

Claims

処理板に置かれた残渣を平らに均し且つ引き剥がすスクレーパ、及び該スクレーパで引き剥がした残渣を表裏が反転するように処理板に向けて順に切り落とすカッタを有する前段乾燥機構と、この前段乾燥機構の処理板に置かれた残渣を加熱し且つ燃焼ガスを送出し得る輻射乾燥手段と、前記燃焼ガスから熱エネルギーを得て後段乾燥機構の筒体内に溜めてある残渣に熱風を送給する通気乾燥手段とを備えてなることを特徴とする残渣乾燥設備。
通気乾燥手段が送出する熱風の一部を、前段乾燥機構の処理板に置いてある残渣へ送るように構成した請求項１に記載の残渣乾燥設備。
前段乾燥機構の処理板と輻射乾燥手段との間に除湿用空気を水平に流す通気除湿手段を備えた請求項１あるいは請求項２のいずれかに記載の残渣乾燥設備。