JP4003174B2 - 真空乾燥機への原料液供給方法並びにその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原料液を凍結させた状態で乾燥することにより粉粒体状等の固体材料を得る装置に関するものであって、特に原料液がノズルの内部や先端部分で凍結してしまうことによる諸問題を回避することのできる真空乾燥機への原料液供給方法並びにその装置に係るものである。
【０００２】
【発明の背景】
従来より、食品、医薬品、農薬、飼料、化学薬品等の粉粒体の加工において、溶液、懸濁液、スラリー等の液状原料（以下原料液という）を凍結させた状態で真空乾燥することにより粉粒体等を得る方法の一つとして、図１１に示すような、内部空間を乾燥室１０Ａ′とした筐体１′に、この乾燥室１０Ａ′内を減圧するための真空発生装置６′を連通状態に接続して成る真空乾燥機Ｄ′を用いた手法が採られている。具体的には、前記乾燥室１０Ａ′内を減圧するとともにこの乾燥室１０Ａ′に投入した原料液Ｌを自己凍結させて得られた凍結物Ｇを真空乾燥して粉粒体状の固体材料を得るものであるが、真空乾燥機Ｄ′の構造上以下に示すような問題があった。
【０００３】
すなわちこの種の真空乾燥機Ｄ′では乾燥室１０Ａ′内への原料液Ｌの供給を、乾燥室１０Ａ′あるいは乾燥室１０Ａ′と連通状態とした凍結部１０Ｂ′内に配したノズル５１′から行うものであり、これら乾燥室１０Ａ′または凍結部１０Ｂ′内は真空発生装置６′の作用によって原料液Ｌの自己凍結域にまで減圧された状態となっている。このため原料液Ｌ供給開始前のノズル５１′の内部も減圧状態となっており、ノズル５１′内に至った供給開始直後の原料液Ｌはここで蒸発し、自己凍結してしまう。またノズル５１′から噴出しはじめたばかりの原料液Ｌはノズル５１′の先端部で自己凍結してしまう。このようにして原料液Ｌが自己凍結してしまうと、甚だしい場合にはノズル５１′の噴出孔を閉塞してしまうことがある。
【０００４】
そしてこのような事態を避けるためには、原料液Ｌの供給開始時に乾燥室１０Ａ′内または凍結部１０Ｂ′内を、原料液Ｌが自己凍結しない程度にまで減圧度を低下させておき、この状態で原料液Ｌの供給を開始し、その後、乾燥室１０Ａ′または凍結部１０Ｂ′内を原料液Ｌの自己凍結域にまで減圧する手法が採られている。
しかしながらこのような対策を行ったとしても、乾燥室１０Ａ′または凍結部１０Ｂ′内の圧力が原料液Ｌの自己凍結域に達するまでの間に、ここに供給された原料液Ｌが、自己凍結域にまで圧力が達した時点で大きな凍結塊となってしまうことは避けられなかった。
【０００５】
更に真空乾燥機Ｄ′の運転中に、ノズル５１′の噴出孔が閉塞してしまった場合には、メンテナンスのために乾燥室１０Ａ′または凍結部１０Ｂ′内の減圧状態をいったん解除しなければならず、この際、乾燥室１０′内の凍結物Ｇは溶融して付着してしまうため再凍結時には大きな凍結塊となり乾燥が困難となる。
【０００６】
【解決を試みた技術課題】
本発明はこのような背景を認識してなされたものであって、原料液がノズルの内部や先端部分で凍結してしまうこと回避することにより真空乾燥機の稼働率を向上することのできる、新規な真空乾燥機への原料液供給方法並びにその装置の開発を技術課題としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１記載の真空乾燥機への原料液供給方法は、内部空間を乾燥室とした筐体に、この乾燥室内を減圧するための真空発生装置を連通状態に接続して成る真空乾燥機を用い、前記乾燥室内を減圧するとともにこの乾燥室に投入された原料液を自己凍結させて得られた凍結物を真空乾燥して粉粒体状の固体材料を得る方法において、前記筐体に対しては給液室が連通状態に設けられ、この給液室内に原料液を噴出するためのノズルが具えられ、更に前記給液室と乾燥室との間にバルブが具えられるものであり、前記乾燥室への原料液の投入は、前記給液室と乾燥室との間の経路を閉鎖して、乾燥室内を原料液が自己凍結する圧力以下の減圧状態としながらも、給液室内を乾燥室内の圧力よりも高い圧力とした状態で原料液をノズルから噴出させた後、前記給液室と乾燥室との間の経路を開放して、減圧状態の乾燥室内に原料液を供給することを特徴として成るものである。
この発明によれば、ノズルから原料液が噴出する時点で、給液室内は原料液の自己凍結域に減圧された状態となっていないため、原料液がノズルの内部や先端部で自己凍結してしまうことがない。このため真空乾燥機の稼働率を向上することができる。
【０００８】
また請求項２記載の真空乾燥機への原料液供給装置は、内部空間を乾燥室とした筐体に、この乾燥室内を減圧するための真空発生装置を連通状態に接続し、前記乾燥室内を減圧するとともにこの乾燥室内に投入された原料液を自己凍結させて得られた凍結物を真空乾燥して粉粒体状の固体材料を得る装置において、前記筐体に対しては給液室が連通状態に設けられ、この給液室内に原料液を噴出するためのノズルが具えられ、更に前記給液室と乾燥室との間にバルブが具えられたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、乾燥室内を原料液が自己凍結する圧力以下の減圧状態としながらも、給液室内の圧力を乾燥室の圧力よりも高い状態で原料液をノズルから噴出させることができ、ノズルの内部や先端部で原料液が自己凍結してしまうことがない。その後、前記給液室と乾燥室との間の経路を開放して、減圧状態の乾燥室内に原料液を供給することにより、液状原料を凍結させた状態で真空乾燥し、粉粒体等を得ることができる。このため真空乾燥機の稼働率を向上することができる。
【０００９】
更にまた請求項３記載の真空乾燥機への原料液供給装置は、前記請求項２記載の要件に加え、前記給液室は乾燥室の減圧状態を維持したまま分解可能に構成されたものであることを特徴として成るものである。
この発明によれば、真空乾燥機の運転中にノズルにトラブルが生じた場合であっても、乾燥室内の減圧状態を維持したままノズルのメンテナンスを行うことができる。このため乾燥室内の凍結物を溶融させてしまうことがない。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の「真空乾燥機への原料液供給方法並びにその装置」について説明するものであり、まず真空乾燥機Ｄ及び原料液供給装置５の構成について説明した後、これらの装置の作動態様と併せて「真空乾燥機への原料液供給方法」について説明する。なお真空乾燥機Ｄの構成については、一例として真空振動乾燥機を採用する。
【００１１】
図１、２中符号Ｄで示すものが本発明の適用対象となる真空乾燥機であり、このものは内部空間を乾燥室１０Ａとした筐体１を、弾性体２を介在させた状態で基台Ｂに載置するとともに、筐体１に取り付けたマウントブラケット３に対してバイブレータユニット４を具えて成る。また前記筐体１における投入口１５に対して凍結部１０Ｂを連通状態に具えるものであり、この凍結部１０Ｂの上方に対して原料液供給装置５を具えて成る。
更に真空乾燥機Ｄは、周辺機器として、コンデンサ、真空ポンプ等を具えて成る真空発生装置６及び熱媒循環機７を具えるものであり、前記凍結部１０Ｂ及び乾燥室１０Ａ内を真空にするとともに乾燥室１０Ａ内を間接加熱するように構成される。
【００１２】
このように構成される真空乾燥機Ｄは、原料液供給装置５における給液室５０内において噴霧された液滴状の原料液Ｌ（以下噴霧液滴Ｍと記す）を凍結部１０Ｂに導いて自己凍結させて細粒状の凍結物Ｇとし、続いてこの凍結物Ｇを乾燥室１０Ａ内に導き、前記バイブレータユニット４によって筐体１を加振することにより流動させながら凍結物Ｇの乾燥処理を行って粉粒体を得るものである。
【００１３】
以下真空乾燥機Ｄを構成する諸部材について詳しく説明する。
まず前記基台Ｂについて説明すると、このものは一例として図１、２に示すように、鋼材を適宜組み合わせて構成したものであり、この基台Ｂに対して四本の支持柱Ｃが立設される。
また前記弾性体２は、バネ、防振ゴム等の弾性部材によって一例として柱状に形成された部材である。
【００１４】
次に前記筐体１について説明すると、このものは内部空間を乾燥室１０Ａとした横置き円筒状の部材であり、筐体１の側周に固定脚１１を四脚形成し、また円筒両開口部に側板１２を開閉自在に具える。
またこれら筐体１及び側板１２の内側にはジャケット内板１３を設け、更に熱媒ノズル１４を取り付けるとともに、この熱媒ノズル１４に温水等の熱媒循環機７を接続する。
【００１５】
更に前記筐体１の側周部には投入口１５を形成し、その逆側に位置する側板１２に排出口１６を形成し、更に筐体１のほぼ中央に排気口１７を形成するとともに、この排気口１７にフレキシブルパイプＦ等を用いて真空発生装置６を接続する。また前記筐体１の適宜の個所に測定口１８を形成するものであり、この測定口１８には温度センサ、湿度センサ等が取り付けられ、図示しない適宜の制御盤に接続される。
【００１６】
なお前記排出口１６は蓋体１６ａによって開閉されるものであり、この蓋体１６ａはダクト１６ｂに具えたハンドル１６ｃの操作によって排出口１６に接近離反するものである。もちろん蓋体１６ａの開閉を、適宜モータを用いる等して人手を要さないように構成することもできる。
また筐体１の下部にはドレン口１９が形成される。なおこの実施の形態では、乾燥室１０Ａを、排出口１６側を水平線に対して１〜２°下方に傾斜させて基台Ｂ上に設置した。
【００１７】
そして前記投入口１５に対して円筒状の凍結部１０Ｂを具えるものであり、この凍結部１０Ｂは乾燥室１０Ａに対して連通状態とするものである。
また前記凍結部１０Ｂの上部には、原料液供給装置５を具えるものであり、この原料液供給装置５における給液室５０と、乾燥室１０Ａとが凍結部１０Ｂを介在させて連通状態となるようにした。
なおこの実施の形態では、前記給液室５０を分解可能に構成するものであり、一例として図３に示すように上下一対の上片５０ａ、下片５０ｂをボルト締結して中空状の給液室５０を構成するようにした。
またこの実施の形態では給液室５０にガラス製ののぞき窓５０ｃを形成するようにしたが、遮光性の要求される原料液Ｌを用いる場合にはのぞき窓５０ｃを設けない構成とする。
【００１８】
更に前記給液室５０内には、一例としてスプレーノズル等を適用したノズル５１が具えられるものであり、このノズル５１に接続された管路に対して原料タンク５２、ポンプ５３及びバルブ５４を具えることにより、原料タンク５２に投入された原料液Ｌを給液室５０内に噴霧できるように構成した。なお給液室５０と外部との気密性を維持するために、適宜シリコーンゴムのシーリングやゴムパッキンを用いてノズル５１を取り付けるものとした。またノズル５１の材質としてフッ素樹脂を用いた場合や、ノズル５１にフッ素樹脂をコーティングする等した場合には、原料液Ｌの付着防止に効果的である。
【００１９】
更に前記給液室５０と乾燥室１０Ａとの間にバルブ５５を具えるものであり、この実施の形態では一例としてボールバルブを適用したバルブ５５を、給液室５０と凍結部１０Ｂとの間に設けた。なおこのバルブ５５の開閉は、一例として空気圧を動力源とした適宜のアクチュエータによって行うものであるが、メンテナンス時の作業性等を考慮して手動で行えるようにした。
【００２０】
また前記筐体１の外周下部には、図１に示すようにマウントブラケット３を固着するとともに、このマウントブラケット３に対して偏芯錘を具えたバイブレータユニット４を固定する。
【００２１】
本発明の原料液供給装置５並びにこのものが適用される真空乾燥機Ｄは一例として上述のようにして構成されるものであって、以下これら装置の作動態様と併せて本発明の「真空乾燥機への原料液供給方法」について説明する。
（１）装置のセッティング
まず真空乾燥機Ｄの運転操作に先立ち、側板１２によって筐体１の両開口部を閉鎖するとともに、排出口１６を蓋体１６ａによって閉鎖する。また乾燥室１０Ａ内に投入される凍結物Ｇの形状、粒径、重量等に応じて、バイブレータユニット４の回転数を決定し、振動周期、振幅の設定を行う。この実施の形態では一例として回転数を１８００ｒｐｍとした。
更に真空発生装置６によって調節される乾燥室１０Ａ内の圧力を設定し、熱媒循環機７によって循環する熱媒の温度及び流量を設定する。
【００２２】
（２）乾燥室内の減圧
そして前記真空発生装置６を起動して乾燥室１０Ａ内及び凍結部１０Ｂ内を減圧状態とし、また熱媒循環機７を起動して熱媒の循環供給を開始し、更にバイブレータユニット４を起動して筐体１を振動させる。
なおこのとき乾燥室１０Ａ及び凍結部１０Ｂの内部を原料液が自己凍結する圧力以下の減圧状態としながらも、給液室５０の内部を乾燥室の圧力よりも高い圧力状態とするものである。その方法は、バルブ５４を閉鎖し、バルブ５５を開放しておいて、乾燥室１０Ａ、凍結部Ｂ及び給液室５０を連通状態として、真空発生装置６を起動して減圧し、原料液Ｌが自己凍結する圧力に達する前にバルブ５５を閉鎖し、更に減圧して乾燥室１０Ａ及び凍結部１０Ｂを、原料液Ｌが自己凍結する圧力以下になるまで減圧する。あるいは、最初からバルブ５５を閉鎖して給液室５０を常圧とし、乾燥室１０Ａ及び凍結部１０Ｂを原料液Ｌが自己凍結する圧力以下になるまで減圧するようにしてもよい。
【００２３】
（３）原料液の供給
続いてポンプ５３を起動するとともにバルブ５４の開度を適宜調節して、図４（ａ）に示すように原料液Ｌをノズル５１から給液室５０内に噴霧するものであり、原料液Ｌは霧状の噴霧液滴Ｍとなる。
【００２４】
（４）バルブの開放と原料液の自己凍結
そして噴霧液滴Ｍの状態すなわちノズル５１からの原料液Ｌの噴出を開始した後、図４（ｂ）に示すようにバルブ５５を開放し、給液室５０と、乾燥室１０Ａと連通状態にある凍結部１０Ｂとの間の経路を開放して、減圧状態の乾燥室１０Ａ内に原料液Ｌ（噴霧液滴Ｍ）を供給する。前記給液室５０は原料液Ｌが自己凍結する圧力よりも高い圧力に維持されているので、原料液Ｌがノズル５１から噴出され始めれば、バルブ５５を開放してもノズル内部やノズル先端部で凍結することはない。従って、原料液Ｌの噴出から、バルブ５５の開放までの時間は数秒あれば足りるものである。
そして噴霧液滴Ｍは、凍結部１０Ｂ内を落下する過程において自己凍結するとともに直径０．３〜１．５ｍｍ程度の細粒状の凍結物Ｇとなる。その後、この凍結物Ｇは投入口１５を通じて乾燥室１０Ａ内に落ち込むこととなる。
【００２５】
（５）乾燥動作
次いで乾燥室１０Ａ内に至った凍結物Ｇは、バイブレーションユニット４からの振動力を受けて流動しながら乾燥室１０Ａの長手方向広域に分布し、この状態で熱媒からの熱を間接的に受けて昇華乾燥するものである。
またこの際に生じた水蒸気は排気口１７から真空発生装置６に至り、適宜外部に放出される。
【００２６】
（６）排出動作
やがて凍結物Ｇの水分値が所望のものとなったことを、温度センサ等によって検知した時点で、あるいは予め設定しておいた処理時間が経過した時点で、排出口１６を開放し、所望の乾燥状態となった粉粒体とした外部に排出する。
【００２７】
（７）メンテナンス
また真空乾燥機Ｄの運転中に、原料液Ｌに異物が混入する等の不測の事態によってノズル５１が閉塞してしまったような場合には、ポンプ５３を停止し、バルブ５４を閉鎖して原料液Ｌの供給を停止するとともに、バルブ５５を閉鎖する。続いて給液室５０のボルト締結を解除してこのものを分解し、掃除あるいはノズル５１の交換等を行うものである。このときバルブ５５が閉鎖されているため、乾燥室１０Ａの内部空間は、原料液Ｌの自己凍結域に減圧された状態に維持される。このためメンテナンス中においても、乾燥室１０Ａ内の凍結物Ｇを溶融させてしまうことがない。
【００２８】
上述したように本発明によれば、給液室５０の内部空間は、ノズル５１からの原料液Ｌの噴出が開始された後、乾燥室１０Ａの内部空間と同じ減圧状態となるため、原料液Ｌの噴出開始時点ではノズル５１の内部は原料液が自己凍結する圧力よりも高い圧力となっており、ノズル５１内に至った原料液Ｌはここであるいはノズル５１の先端部分で自己凍結してしまうことがない。
【００２９】
【他の実施の形態】
本発明は上述した実施の形態を基本となる実施の形態とするものであるが、本発明の技術的思想に基づいて以下に示すような実施の形態を採ることもできる。 まず上述した基本となる実施の形態では、ノズル５１から噴出する原料液Ｌを液滴状の噴霧液滴Ｍとなるようにしたが、適宜ポンプ５３の圧力を調整して原料液Ｌを糸状で噴出するようにしてもよい。
また上述した基本となる実施の形態では、凍結部１０Ｂの上方に原料液供給装置５を接続したが、凍結部１０Ｂを具えない真空乾燥機Ｄの場合には、給液室５０を乾燥室１０Ａに対して直接連通状態に具えるようにする。
【００３０】
また本発明は、内部空間を乾燥室１０Ａとした筐体１に、この乾燥室１０Ａ内を減圧するための真空発生装置６を連通状態に接続し、前記乾燥室１０Ａ内を減圧するとともにこの乾燥室１０Ａ内に投入された原料液Ｌを自己凍結させて得られた凍結物Ｇを真空乾燥して粉粒体状の固体材料を得る装置を適用対象とするものである。従って前記装置の構成についてはいわゆる「真空乾燥機」のカテゴリーに属するものであれば、種々の形態のものを採ることができるものである。以下数種類の「真空乾燥機」に対して本発明を適用した実施の形態について説明する。
【００３１】
〔円錐型リボン真空乾燥機〕
まず図５に示すように、真空乾燥機Ｄをいわゆる円錐型リボン真空乾燥機タイプのものとすることができる。このものは筐体１の一部または全てを逆円錐状に形成し、更にこの筐体１の内側にジャケット内板１３を具えるとともに、筐体１とジャケット内板１３との間の空間に加熱媒体を通過させることにより、乾燥室１０Ａ内に投入した被処理物の乾燥を図る装置である。
なお前記筐体１及びジャケット内板１３の上部開口部を天板１ｂによって閉鎖することにより、筐体１の内部空間を乾燥室１０Ａとするものであり、この天板１ｂに乾燥室１０Ａ内を減圧するための真空発生装置６を連通する。
【００３２】
また前記筐体１内には回転軸１００に取りつけた回転翼１０１を具備するものであり、この回転翼１０１によって被処理物をジャケット内板１３の内壁に沿って上昇させ、この上昇された被処理物を再度乾燥室１０Ａ下部に落下させることを繰り返し行いながら、被処理物の乾燥促進を図るものである。
更に前記天板１ｂに形成した投入口１５に対して凍結部１０Ｂを連通状態に具えるとともに、この凍結部１０Ｂ内の上部に原料液供給装置５を具えるものであり、この原料液供給装置５における給液室５０と、乾燥室１０Ａとが凍結部１０Ｂを介在させて連通状態となるようにする。
【００３３】
〔真空攪拌乾燥機〕
また図６に示すように、真空乾燥機Ｄをいわゆる真空攪拌乾燥機タイプのものとすることができる。このものは両端を閉鎖した円筒状の筐体１を横置きし、この筐体１内に実質的に構成される乾燥室１０Ａの長手方向に沿って具えた回転軸１００に対して攪拌翼１０２を具備して成るものであり、この攪拌翼１０２によって被処理物を攪拌しながら、被処理物の乾燥促進を図るものである。
そして前記乾燥室１０Ａを周壁から加熱するとともに内部を減圧するための真空発生装置６を連通するように接続し、前記乾燥室１０Ａにおける投入口１５に対して凍結部１０Ｂを連通状態に具えるとともに、この凍結部１０Ｂ内の上部に原料液供給装置５を具えるものであり、この原料液供給装置５における給液室５０と、乾燥室１０Ａとが凍結部１０Ｂを介在させて連通状態となるようにする。
【００３４】
〔円盤乾燥機〕
更にまた図７に示すように、真空乾燥機Ｄをいわゆる円盤乾燥機タイプのものとすることができる。このものは縦置きした円筒状の筐体１内に実質的に構成される乾燥室１０Ａ内に、温水等の加熱媒体によって加熱される加熱プレート１０５を多段（この実施の形態では五段）に具えるとともに、これら加熱プレート１０５を貫通した状態で配した回転軸１００に攪拌翼１０２を格段に具えて成るものである。そしてこの攪拌翼１０２によって加熱プレート１０５上の被処理物を攪拌・移動させながら落下口１０６に落とし込み、順次下段の加熱プレート１０５に送る過程で被処理物の乾燥促進を図るものである。
そして前記乾燥室１０Ａに対して内部を減圧するための真空発生装置６を連通するように接続し、前記乾燥室１０Ａにおける投入口１５に対して凍結部１０Ｂを連通状態に具えるとともに、この凍結部１０Ｂ内の上部に原料液供給装置５を具えるものであり、この原料液供給装置５における給液室５０と、乾燥室１０Ａとが凍結部１０Ｂを介在させて連通状態となるようにする。
【００３５】
〔ベルト式連続真空乾燥機〕
更にまた図８に示すように、真空乾燥機Ｄをいわゆるベルト式連続真空乾燥機タイプのものとすることができる。このものは両端を閉鎖した円筒状の筐体１を横置きし、この筐体１内に実質的に構成される乾燥室１０Ａの長手方向に沿ってベルトコンベヤ１０３を具えて成るものであり、このベルトコンベヤ１０３による搬送過程に蒸気加熱工程、温水加熱工程及び冷却工程を具えて被処理物の乾燥を図るものである。
そして前記乾燥室１０Ａに対して内部を減圧するための真空発生装置６を連通するように接続し、前記乾燥室１０Ａにおける投入口１５に対して凍結部１０Ｂを連通状態に具えるとともに、この凍結部１０Ｂ内の上部に原料液供給装置５を具えるものであり、この原料液供給装置５における給液室５０と、乾燥室１０Ａとが凍結部１０Ｂを介在させて連通状態となるようにする。
【００３６】
〔ダブルコーン型真空乾燥機〕
更にまた図９に示すように、真空乾燥機Ｄをいわゆるダブルコーン型真空乾燥機タイプのものとすることができる。このものは内部を実質的に乾燥室１０Ａとした二重円錐型の筐体１を支持柱Ｃに対して水平に具えた軸を中心に回転自在に支持して成るものであり、更にこの筐体１内にジャケット内板１３を具えるとともに、筐体１とジャケット内板１３との間の空間に加熱媒体を通過させることにより、筐体１内に投入した被処理物の乾燥を図る装置である。
なお筐体１を回転させる際には、一例としてシリンダ１０４に接続したアーム１０４ａの作用によって凍結部１０Ｂと筐体１とを切り離すことができるように構成した。
【００３７】
そして前記乾燥室１０Ａに対して内部を減圧するための真空発生装置６を連通するように接続し、前記乾燥室１０Ａにおける投入口１５に対して凍結部１０Ｂを連通状態に具えるとともに、この凍結部１０Ｂ内の上部に原料液供給装置５を具えるものであり、この原料液供給装置５における給液室５０と、乾燥室１０Ａとが凍結部１０Ｂを介在させて連通状態となるようにする。
【００３８】
〔マイクロウェーブ式連続真空乾燥機〕
なおここまで例示した真空乾燥機Ｄは、加熱媒体を用いた間接加熱式のものであるが、被処理物を焦げ付かせてしまうことのない加熱手段としてマイクロ波を用いたいわゆるマイクロウェーブ式連続真空乾燥機タイプのものとして、真空乾燥機Ｄを構成することができる。
【００３９】
まず図１０に示すものは、内部を実質的に乾燥室１０Ａとしたタワー状の筐体１内に投入された被処理物を、このタワー内を落下する過程において、導波管８０を通じてマイクロ波発生装置８から供給されたマイクロ波によって加熱することにより乾燥を図るものである。
また図８に示したベルト式連続真空乾燥機の加熱手段としてマイクロ波を適用することができる。すなわち導波管８０を通じてマイクロ波発生装置８から供給されたマイクロ波をベルトコンベヤ１０３の搬送面に向けて照射するものであり、ベルトコンベヤ１０３上に位置する被処理物の乾燥を図るものである。
【００４０】
そして前記乾燥室１０Ａに対して内部を減圧するための真空発生装置６を連通するように接続し、前記乾燥室１０Ａにおける投入口１５に対して凍結部１０Ｂを連通状態に具えるとともに、この凍結部１０Ｂ内の上部に原料液供給装置５を具えるものであり、この原料液供給装置５における給液室５０と、乾燥室１０Ａとが凍結部１０Ｂを介在させて連通状態となるようにする。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、乾燥室１０Ａを原料液Ｌが自己凍結する圧力以下の減圧状態としながらも、給液室５０内の圧力よりも高い状態で原料液Ｌをノズル５１から噴出させることができるので、ノズル５１から原料液Ｌが噴出する時点では、給液室５０は原料液Ｌの自己凍結域に減圧された状態となっていないので、原料液Ｌがノズル５１の内部や先端部で自己凍結してしまうことがない。従って、真空乾燥機Ｄの可動効率を向上させることができる。また、本発明によれば、給液室５０は乾燥室１０Ａの減圧状態を維持したままでも分解可能に構成されている。従って真空乾燥機Ｄの運転中にノズル５１にトラブルが生じた場合でも、乾燥室１０Ａの減圧状態を維持したままノズル５１のメンテナンスを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の原料液供給装置並びにこのものの適用対象である真空乾燥機を一部破断して示す側面図である。
【図２】 同上正面図及び背面図である。
【図３】 原料供給装置を示す側面図である。
【図４】 原料供給装置に具えたバルブの開閉操作の様子を示す骨格図である。
【図５】 他の実施の形態で示した円錐型リボン真空乾燥機タイプの真空乾燥機を示す側面図である。
【図６】 他の実施の形態で示した真空攪拌乾燥機タイプの真空乾燥機を示す側面図である。
【図７】 他の実施の形態で示した円盤乾燥機タイプの真空乾燥機を示す側面図である。
【図８】 他の実施の形態で示したベルト式連続真空乾燥機タイプの真空乾燥機を示す側面図である。
【図９】 他の実施の形態で示したダブルコーン型真空乾燥機タイプの真空乾燥機を示す側面図である。
【図１０】 他の実施の形態で示したマイクロウェーブ式連続真空乾燥機タイプの真空乾燥機を示す側面図である。
【図１１】 既存の真空乾燥機を示す縦断面図である。
【符号の説明】
Ｄ 真空乾燥機
１ 筐体
１ｂ 天板
１０Ａ 乾燥室
１０Ｂ 凍結部
１１ 固定脚
１２ 側板
１３ ジャケット内板
１４ 熱媒ノズル
１５ 投入口
１６ 排出口
１６ａ 蓋体
１６ｂ ダクト
１６ｃ ハンドル
１７ 排気口
１８ 測定口
１９ ドレン口
１００ 回転軸
１０１ 回転翼
１０２ 攪拌翼
１０３ ベルトコンベヤ
１０４ シリンダ
１０４ａ アーム
１０５ 加熱プレート
１０６ 落下口
２ 弾性体
３ マウントブラケット
４ バイブレータユニット
５ 原料液供給装置
５０ 給液室
５０ａ 上片
５０ｂ 下片
５０ｃ のぞき窓
５１ ノズル
５２ 原料タンク
５３ ポンプ
５４ バルブ
５５ バルブ
６ 真空発生装置
７ 熱媒循環機
８ マイクロ波発生装置
８０ 導波管
Ｂ 基台
Ｃ 支持柱
Ｆ フレキシブルパイプ
Ｇ 凍結物
Ｌ 原料液
Ｍ 噴霧液滴
【発明の属する技術分野】
本発明は、原料液を凍結させた状態で乾燥することにより粉粒体状等の固体材料を得る装置に関するものであって、特に原料液がノズルの内部や先端部分で凍結してしまうことによる諸問題を回避することのできる真空乾燥機への原料液供給方法並びにその装置に係るものである。
【０００２】
【発明の背景】
従来より、食品、医薬品、農薬、飼料、化学薬品等の粉粒体の加工において、溶液、懸濁液、スラリー等の液状原料（以下原料液という）を凍結させた状態で真空乾燥することにより粉粒体等を得る方法の一つとして、図１１に示すような、内部空間を乾燥室１０Ａ′とした筐体１′に、この乾燥室１０Ａ′内を減圧するための真空発生装置６′を連通状態に接続して成る真空乾燥機Ｄ′を用いた手法が採られている。具体的には、前記乾燥室１０Ａ′内を減圧するとともにこの乾燥室１０Ａ′に投入した原料液Ｌを自己凍結させて得られた凍結物Ｇを真空乾燥して粉粒体状の固体材料を得るものであるが、真空乾燥機Ｄ′の構造上以下に示すような問題があった。
【０００３】
すなわちこの種の真空乾燥機Ｄ′では乾燥室１０Ａ′内への原料液Ｌの供給を、乾燥室１０Ａ′あるいは乾燥室１０Ａ′と連通状態とした凍結部１０Ｂ′内に配したノズル５１′から行うものであり、これら乾燥室１０Ａ′または凍結部１０Ｂ′内は真空発生装置６′の作用によって原料液Ｌの自己凍結域にまで減圧された状態となっている。このため原料液Ｌ供給開始前のノズル５１′の内部も減圧状態となっており、ノズル５１′内に至った供給開始直後の原料液Ｌはここで蒸発し、自己凍結してしまう。またノズル５１′から噴出しはじめたばかりの原料液Ｌはノズル５１′の先端部で自己凍結してしまう。このようにして原料液Ｌが自己凍結してしまうと、甚だしい場合にはノズル５１′の噴出孔を閉塞してしまうことがある。
【０００４】
そしてこのような事態を避けるためには、原料液Ｌの供給開始時に乾燥室１０Ａ′内または凍結部１０Ｂ′内を、原料液Ｌが自己凍結しない程度にまで減圧度を低下させておき、この状態で原料液Ｌの供給を開始し、その後、乾燥室１０Ａ′または凍結部１０Ｂ′内を原料液Ｌの自己凍結域にまで減圧する手法が採られている。
しかしながらこのような対策を行ったとしても、乾燥室１０Ａ′または凍結部１０Ｂ′内の圧力が原料液Ｌの自己凍結域に達するまでの間に、ここに供給された原料液Ｌが、自己凍結域にまで圧力が達した時点で大きな凍結塊となってしまうことは避けられなかった。
【０００５】
更に真空乾燥機Ｄ′の運転中に、ノズル５１′の噴出孔が閉塞してしまった場合には、メンテナンスのために乾燥室１０Ａ′または凍結部１０Ｂ′内の減圧状態をいったん解除しなければならず、この際、乾燥室１０′内の凍結物Ｇは溶融して付着してしまうため再凍結時には大きな凍結塊となり乾燥が困難となる。
【０００６】
【解決を試みた技術課題】
本発明はこのような背景を認識してなされたものであって、原料液がノズルの内部や先端部分で凍結してしまうこと回避することにより真空乾燥機の稼働率を向上することのできる、新規な真空乾燥機への原料液供給方法並びにその装置の開発を技術課題としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１記載の真空乾燥機への原料液供給方法は、内部空間を乾燥室とした筐体に、この乾燥室内を減圧するための真空発生装置を連通状態に接続して成る真空乾燥機を用い、前記乾燥室内を減圧するとともにこの乾燥室に投入された原料液を自己凍結させて得られた凍結物を真空乾燥して粉粒体状の固体材料を得る方法において、前記筐体に対しては給液室が連通状態に設けられ、この給液室内に原料液を噴出するためのノズルが具えられ、更に前記給液室と乾燥室との間にバルブが具えられるものであり、前記乾燥室への原料液の投入は、前記給液室と乾燥室との間の経路を閉鎖して、乾燥室内を原料液が自己凍結する圧力以下の減圧状態としながらも、給液室内を乾燥室内の圧力よりも高い圧力とした状態で原料液をノズルから噴出させた後、前記給液室と乾燥室との間の経路を開放して、減圧状態の乾燥室内に原料液を供給することを特徴として成るものである。
この発明によれば、ノズルから原料液が噴出する時点で、給液室内は原料液の自己凍結域に減圧された状態となっていないため、原料液がノズルの内部や先端部で自己凍結してしまうことがない。このため真空乾燥機の稼働率を向上することができる。
【０００８】
また請求項２記載の真空乾燥機への原料液供給装置は、内部空間を乾燥室とした筐体に、この乾燥室内を減圧するための真空発生装置を連通状態に接続し、前記乾燥室内を減圧するとともにこの乾燥室内に投入された原料液を自己凍結させて得られた凍結物を真空乾燥して粉粒体状の固体材料を得る装置において、前記筐体に対しては給液室が連通状態に設けられ、この給液室内に原料液を噴出するためのノズルが具えられ、更に前記給液室と乾燥室との間にバルブが具えられたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、乾燥室内を原料液が自己凍結する圧力以下の減圧状態としながらも、給液室内の圧力を乾燥室の圧力よりも高い状態で原料液をノズルから噴出させることができ、ノズルの内部や先端部で原料液が自己凍結してしまうことがない。その後、前記給液室と乾燥室との間の経路を開放して、減圧状態の乾燥室内に原料液を供給することにより、液状原料を凍結させた状態で真空乾燥し、粉粒体等を得ることができる。このため真空乾燥機の稼働率を向上することができる。
【０００９】
更にまた請求項３記載の真空乾燥機への原料液供給装置は、前記請求項２記載の要件に加え、前記給液室は乾燥室の減圧状態を維持したまま分解可能に構成されたものであることを特徴として成るものである。
この発明によれば、真空乾燥機の運転中にノズルにトラブルが生じた場合であっても、乾燥室内の減圧状態を維持したままノズルのメンテナンスを行うことができる。このため乾燥室内の凍結物を溶融させてしまうことがない。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の「真空乾燥機への原料液供給方法並びにその装置」について説明するものであり、まず真空乾燥機Ｄ及び原料液供給装置５の構成について説明した後、これらの装置の作動態様と併せて「真空乾燥機への原料液供給方法」について説明する。なお真空乾燥機Ｄの構成については、一例として真空振動乾燥機を採用する。
【００１１】
図１、２中符号Ｄで示すものが本発明の適用対象となる真空乾燥機であり、このものは内部空間を乾燥室１０Ａとした筐体１を、弾性体２を介在させた状態で基台Ｂに載置するとともに、筐体１に取り付けたマウントブラケット３に対してバイブレータユニット４を具えて成る。また前記筐体１における投入口１５に対して凍結部１０Ｂを連通状態に具えるものであり、この凍結部１０Ｂの上方に対して原料液供給装置５を具えて成る。
更に真空乾燥機Ｄは、周辺機器として、コンデンサ、真空ポンプ等を具えて成る真空発生装置６及び熱媒循環機７を具えるものであり、前記凍結部１０Ｂ及び乾燥室１０Ａ内を真空にするとともに乾燥室１０Ａ内を間接加熱するように構成される。
【００１２】
このように構成される真空乾燥機Ｄは、原料液供給装置５における給液室５０内において噴霧された液滴状の原料液Ｌ（以下噴霧液滴Ｍと記す）を凍結部１０Ｂに導いて自己凍結させて細粒状の凍結物Ｇとし、続いてこの凍結物Ｇを乾燥室１０Ａ内に導き、前記バイブレータユニット４によって筐体１を加振することにより流動させながら凍結物Ｇの乾燥処理を行って粉粒体を得るものである。
【００１３】
以下真空乾燥機Ｄを構成する諸部材について詳しく説明する。
まず前記基台Ｂについて説明すると、このものは一例として図１、２に示すように、鋼材を適宜組み合わせて構成したものであり、この基台Ｂに対して四本の支持柱Ｃが立設される。
また前記弾性体２は、バネ、防振ゴム等の弾性部材によって一例として柱状に形成された部材である。
【００１４】
次に前記筐体１について説明すると、このものは内部空間を乾燥室１０Ａとした横置き円筒状の部材であり、筐体１の側周に固定脚１１を四脚形成し、また円筒両開口部に側板１２を開閉自在に具える。
またこれら筐体１及び側板１２の内側にはジャケット内板１３を設け、更に熱媒ノズル１４を取り付けるとともに、この熱媒ノズル１４に温水等の熱媒循環機７を接続する。
【００１５】
更に前記筐体１の側周部には投入口１５を形成し、その逆側に位置する側板１２に排出口１６を形成し、更に筐体１のほぼ中央に排気口１７を形成するとともに、この排気口１７にフレキシブルパイプＦ等を用いて真空発生装置６を接続する。また前記筐体１の適宜の個所に測定口１８を形成するものであり、この測定口１８には温度センサ、湿度センサ等が取り付けられ、図示しない適宜の制御盤に接続される。
【００１６】
なお前記排出口１６は蓋体１６ａによって開閉されるものであり、この蓋体１６ａはダクト１６ｂに具えたハンドル１６ｃの操作によって排出口１６に接近離反するものである。もちろん蓋体１６ａの開閉を、適宜モータを用いる等して人手を要さないように構成することもできる。
また筐体１の下部にはドレン口１９が形成される。なおこの実施の形態では、乾燥室１０Ａを、排出口１６側を水平線に対して１〜２°下方に傾斜させて基台Ｂ上に設置した。
【００１７】
そして前記投入口１５に対して円筒状の凍結部１０Ｂを具えるものであり、この凍結部１０Ｂは乾燥室１０Ａに対して連通状態とするものである。
また前記凍結部１０Ｂの上部には、原料液供給装置５を具えるものであり、この原料液供給装置５における給液室５０と、乾燥室１０Ａとが凍結部１０Ｂを介在させて連通状態となるようにした。
なおこの実施の形態では、前記給液室５０を分解可能に構成するものであり、一例として図３に示すように上下一対の上片５０ａ、下片５０ｂをボルト締結して中空状の給液室５０を構成するようにした。
またこの実施の形態では給液室５０にガラス製ののぞき窓５０ｃを形成するようにしたが、遮光性の要求される原料液Ｌを用いる場合にはのぞき窓５０ｃを設けない構成とする。
【００１８】
更に前記給液室５０内には、一例としてスプレーノズル等を適用したノズル５１が具えられるものであり、このノズル５１に接続された管路に対して原料タンク５２、ポンプ５３及びバルブ５４を具えることにより、原料タンク５２に投入された原料液Ｌを給液室５０内に噴霧できるように構成した。なお給液室５０と外部との気密性を維持するために、適宜シリコーンゴムのシーリングやゴムパッキンを用いてノズル５１を取り付けるものとした。またノズル５１の材質としてフッ素樹脂を用いた場合や、ノズル５１にフッ素樹脂をコーティングする等した場合には、原料液Ｌの付着防止に効果的である。
【００１９】
更に前記給液室５０と乾燥室１０Ａとの間にバルブ５５を具えるものであり、この実施の形態では一例としてボールバルブを適用したバルブ５５を、給液室５０と凍結部１０Ｂとの間に設けた。なおこのバルブ５５の開閉は、一例として空気圧を動力源とした適宜のアクチュエータによって行うものであるが、メンテナンス時の作業性等を考慮して手動で行えるようにした。
【００２０】
また前記筐体１の外周下部には、図１に示すようにマウントブラケット３を固着するとともに、このマウントブラケット３に対して偏芯錘を具えたバイブレータユニット４を固定する。
【００２１】
本発明の原料液供給装置５並びにこのものが適用される真空乾燥機Ｄは一例として上述のようにして構成されるものであって、以下これら装置の作動態様と併せて本発明の「真空乾燥機への原料液供給方法」について説明する。
（１）装置のセッティング
まず真空乾燥機Ｄの運転操作に先立ち、側板１２によって筐体１の両開口部を閉鎖するとともに、排出口１６を蓋体１６ａによって閉鎖する。また乾燥室１０Ａ内に投入される凍結物Ｇの形状、粒径、重量等に応じて、バイブレータユニット４の回転数を決定し、振動周期、振幅の設定を行う。この実施の形態では一例として回転数を１８００ｒｐｍとした。
更に真空発生装置６によって調節される乾燥室１０Ａ内の圧力を設定し、熱媒循環機７によって循環する熱媒の温度及び流量を設定する。
【００２２】
（２）乾燥室内の減圧
そして前記真空発生装置６を起動して乾燥室１０Ａ内及び凍結部１０Ｂ内を減圧状態とし、また熱媒循環機７を起動して熱媒の循環供給を開始し、更にバイブレータユニット４を起動して筐体１を振動させる。
なおこのとき乾燥室１０Ａ及び凍結部１０Ｂの内部を原料液が自己凍結する圧力以下の減圧状態としながらも、給液室５０の内部を乾燥室の圧力よりも高い圧力状態とするものである。その方法は、バルブ５４を閉鎖し、バルブ５５を開放しておいて、乾燥室１０Ａ、凍結部Ｂ及び給液室５０を連通状態として、真空発生装置６を起動して減圧し、原料液Ｌが自己凍結する圧力に達する前にバルブ５５を閉鎖し、更に減圧して乾燥室１０Ａ及び凍結部１０Ｂを、原料液Ｌが自己凍結する圧力以下になるまで減圧する。あるいは、最初からバルブ５５を閉鎖して給液室５０を常圧とし、乾燥室１０Ａ及び凍結部１０Ｂを原料液Ｌが自己凍結する圧力以下になるまで減圧するようにしてもよい。
【００２３】
（３）原料液の供給
続いてポンプ５３を起動するとともにバルブ５４の開度を適宜調節して、図４（ａ）に示すように原料液Ｌをノズル５１から給液室５０内に噴霧するものであり、原料液Ｌは霧状の噴霧液滴Ｍとなる。
【００２４】
（４）バルブの開放と原料液の自己凍結
そして噴霧液滴Ｍの状態すなわちノズル５１からの原料液Ｌの噴出を開始した後、図４（ｂ）に示すようにバルブ５５を開放し、給液室５０と、乾燥室１０Ａと連通状態にある凍結部１０Ｂとの間の経路を開放して、減圧状態の乾燥室１０Ａ内に原料液Ｌ（噴霧液滴Ｍ）を供給する。前記給液室５０は原料液Ｌが自己凍結する圧力よりも高い圧力に維持されているので、原料液Ｌがノズル５１から噴出され始めれば、バルブ５５を開放してもノズル内部やノズル先端部で凍結することはない。従って、原料液Ｌの噴出から、バルブ５５の開放までの時間は数秒あれば足りるものである。
そして噴霧液滴Ｍは、凍結部１０Ｂ内を落下する過程において自己凍結するとともに直径０．３〜１．５ｍｍ程度の細粒状の凍結物Ｇとなる。その後、この凍結物Ｇは投入口１５を通じて乾燥室１０Ａ内に落ち込むこととなる。
【００２５】
（５）乾燥動作
次いで乾燥室１０Ａ内に至った凍結物Ｇは、バイブレーションユニット４からの振動力を受けて流動しながら乾燥室１０Ａの長手方向広域に分布し、この状態で熱媒からの熱を間接的に受けて昇華乾燥するものである。
またこの際に生じた水蒸気は排気口１７から真空発生装置６に至り、適宜外部に放出される。
【００２６】
（６）排出動作
やがて凍結物Ｇの水分値が所望のものとなったことを、温度センサ等によって検知した時点で、あるいは予め設定しておいた処理時間が経過した時点で、排出口１６を開放し、所望の乾燥状態となった粉粒体とした外部に排出する。
【００２７】
（７）メンテナンス
また真空乾燥機Ｄの運転中に、原料液Ｌに異物が混入する等の不測の事態によってノズル５１が閉塞してしまったような場合には、ポンプ５３を停止し、バルブ５４を閉鎖して原料液Ｌの供給を停止するとともに、バルブ５５を閉鎖する。続いて給液室５０のボルト締結を解除してこのものを分解し、掃除あるいはノズル５１の交換等を行うものである。このときバルブ５５が閉鎖されているため、乾燥室１０Ａの内部空間は、原料液Ｌの自己凍結域に減圧された状態に維持される。このためメンテナンス中においても、乾燥室１０Ａ内の凍結物Ｇを溶融させてしまうことがない。
【００２８】
上述したように本発明によれば、給液室５０の内部空間は、ノズル５１からの原料液Ｌの噴出が開始された後、乾燥室１０Ａの内部空間と同じ減圧状態となるため、原料液Ｌの噴出開始時点ではノズル５１の内部は原料液が自己凍結する圧力よりも高い圧力となっており、ノズル５１内に至った原料液Ｌはここであるいはノズル５１の先端部分で自己凍結してしまうことがない。
【００２９】
【他の実施の形態】
本発明は上述した実施の形態を基本となる実施の形態とするものであるが、本発明の技術的思想に基づいて以下に示すような実施の形態を採ることもできる。 まず上述した基本となる実施の形態では、ノズル５１から噴出する原料液Ｌを液滴状の噴霧液滴Ｍとなるようにしたが、適宜ポンプ５３の圧力を調整して原料液Ｌを糸状で噴出するようにしてもよい。
また上述した基本となる実施の形態では、凍結部１０Ｂの上方に原料液供給装置５を接続したが、凍結部１０Ｂを具えない真空乾燥機Ｄの場合には、給液室５０を乾燥室１０Ａに対して直接連通状態に具えるようにする。
【００３０】
また本発明は、内部空間を乾燥室１０Ａとした筐体１に、この乾燥室１０Ａ内を減圧するための真空発生装置６を連通状態に接続し、前記乾燥室１０Ａ内を減圧するとともにこの乾燥室１０Ａ内に投入された原料液Ｌを自己凍結させて得られた凍結物Ｇを真空乾燥して粉粒体状の固体材料を得る装置を適用対象とするものである。従って前記装置の構成についてはいわゆる「真空乾燥機」のカテゴリーに属するものであれば、種々の形態のものを採ることができるものである。以下数種類の「真空乾燥機」に対して本発明を適用した実施の形態について説明する。
【００３１】
〔円錐型リボン真空乾燥機〕
まず図５に示すように、真空乾燥機Ｄをいわゆる円錐型リボン真空乾燥機タイプのものとすることができる。このものは筐体１の一部または全てを逆円錐状に形成し、更にこの筐体１の内側にジャケット内板１３を具えるとともに、筐体１とジャケット内板１３との間の空間に加熱媒体を通過させることにより、乾燥室１０Ａ内に投入した被処理物の乾燥を図る装置である。
なお前記筐体１及びジャケット内板１３の上部開口部を天板１ｂによって閉鎖することにより、筐体１の内部空間を乾燥室１０Ａとするものであり、この天板１ｂに乾燥室１０Ａ内を減圧するための真空発生装置６を連通する。
【００３２】
また前記筐体１内には回転軸１００に取りつけた回転翼１０１を具備するものであり、この回転翼１０１によって被処理物をジャケット内板１３の内壁に沿って上昇させ、この上昇された被処理物を再度乾燥室１０Ａ下部に落下させることを繰り返し行いながら、被処理物の乾燥促進を図るものである。
更に前記天板１ｂに形成した投入口１５に対して凍結部１０Ｂを連通状態に具えるとともに、この凍結部１０Ｂ内の上部に原料液供給装置５を具えるものであり、この原料液供給装置５における給液室５０と、乾燥室１０Ａとが凍結部１０Ｂを介在させて連通状態となるようにする。
【００３３】
〔真空攪拌乾燥機〕
また図６に示すように、真空乾燥機Ｄをいわゆる真空攪拌乾燥機タイプのものとすることができる。このものは両端を閉鎖した円筒状の筐体１を横置きし、この筐体１内に実質的に構成される乾燥室１０Ａの長手方向に沿って具えた回転軸１００に対して攪拌翼１０２を具備して成るものであり、この攪拌翼１０２によって被処理物を攪拌しながら、被処理物の乾燥促進を図るものである。
そして前記乾燥室１０Ａを周壁から加熱するとともに内部を減圧するための真空発生装置６を連通するように接続し、前記乾燥室１０Ａにおける投入口１５に対して凍結部１０Ｂを連通状態に具えるとともに、この凍結部１０Ｂ内の上部に原料液供給装置５を具えるものであり、この原料液供給装置５における給液室５０と、乾燥室１０Ａとが凍結部１０Ｂを介在させて連通状態となるようにする。
【００３４】
〔円盤乾燥機〕
更にまた図７に示すように、真空乾燥機Ｄをいわゆる円盤乾燥機タイプのものとすることができる。このものは縦置きした円筒状の筐体１内に実質的に構成される乾燥室１０Ａ内に、温水等の加熱媒体によって加熱される加熱プレート１０５を多段（この実施の形態では五段）に具えるとともに、これら加熱プレート１０５を貫通した状態で配した回転軸１００に攪拌翼１０２を格段に具えて成るものである。そしてこの攪拌翼１０２によって加熱プレート１０５上の被処理物を攪拌・移動させながら落下口１０６に落とし込み、順次下段の加熱プレート１０５に送る過程で被処理物の乾燥促進を図るものである。
そして前記乾燥室１０Ａに対して内部を減圧するための真空発生装置６を連通するように接続し、前記乾燥室１０Ａにおける投入口１５に対して凍結部１０Ｂを連通状態に具えるとともに、この凍結部１０Ｂ内の上部に原料液供給装置５を具えるものであり、この原料液供給装置５における給液室５０と、乾燥室１０Ａとが凍結部１０Ｂを介在させて連通状態となるようにする。
【００３５】
〔ベルト式連続真空乾燥機〕
更にまた図８に示すように、真空乾燥機Ｄをいわゆるベルト式連続真空乾燥機タイプのものとすることができる。このものは両端を閉鎖した円筒状の筐体１を横置きし、この筐体１内に実質的に構成される乾燥室１０Ａの長手方向に沿ってベルトコンベヤ１０３を具えて成るものであり、このベルトコンベヤ１０３による搬送過程に蒸気加熱工程、温水加熱工程及び冷却工程を具えて被処理物の乾燥を図るものである。
そして前記乾燥室１０Ａに対して内部を減圧するための真空発生装置６を連通するように接続し、前記乾燥室１０Ａにおける投入口１５に対して凍結部１０Ｂを連通状態に具えるとともに、この凍結部１０Ｂ内の上部に原料液供給装置５を具えるものであり、この原料液供給装置５における給液室５０と、乾燥室１０Ａとが凍結部１０Ｂを介在させて連通状態となるようにする。
【００３６】
〔ダブルコーン型真空乾燥機〕
更にまた図９に示すように、真空乾燥機Ｄをいわゆるダブルコーン型真空乾燥機タイプのものとすることができる。このものは内部を実質的に乾燥室１０Ａとした二重円錐型の筐体１を支持柱Ｃに対して水平に具えた軸を中心に回転自在に支持して成るものであり、更にこの筐体１内にジャケット内板１３を具えるとともに、筐体１とジャケット内板１３との間の空間に加熱媒体を通過させることにより、筐体１内に投入した被処理物の乾燥を図る装置である。
なお筐体１を回転させる際には、一例としてシリンダ１０４に接続したアーム１０４ａの作用によって凍結部１０Ｂと筐体１とを切り離すことができるように構成した。
【００３７】
そして前記乾燥室１０Ａに対して内部を減圧するための真空発生装置６を連通するように接続し、前記乾燥室１０Ａにおける投入口１５に対して凍結部１０Ｂを連通状態に具えるとともに、この凍結部１０Ｂ内の上部に原料液供給装置５を具えるものであり、この原料液供給装置５における給液室５０と、乾燥室１０Ａとが凍結部１０Ｂを介在させて連通状態となるようにする。
【００３８】
〔マイクロウェーブ式連続真空乾燥機〕
なおここまで例示した真空乾燥機Ｄは、加熱媒体を用いた間接加熱式のものであるが、被処理物を焦げ付かせてしまうことのない加熱手段としてマイクロ波を用いたいわゆるマイクロウェーブ式連続真空乾燥機タイプのものとして、真空乾燥機Ｄを構成することができる。
【００３９】
まず図１０に示すものは、内部を実質的に乾燥室１０Ａとしたタワー状の筐体１内に投入された被処理物を、このタワー内を落下する過程において、導波管８０を通じてマイクロ波発生装置８から供給されたマイクロ波によって加熱することにより乾燥を図るものである。
また図８に示したベルト式連続真空乾燥機の加熱手段としてマイクロ波を適用することができる。すなわち導波管８０を通じてマイクロ波発生装置８から供給されたマイクロ波をベルトコンベヤ１０３の搬送面に向けて照射するものであり、ベルトコンベヤ１０３上に位置する被処理物の乾燥を図るものである。
【００４０】
そして前記乾燥室１０Ａに対して内部を減圧するための真空発生装置６を連通するように接続し、前記乾燥室１０Ａにおける投入口１５に対して凍結部１０Ｂを連通状態に具えるとともに、この凍結部１０Ｂ内の上部に原料液供給装置５を具えるものであり、この原料液供給装置５における給液室５０と、乾燥室１０Ａとが凍結部１０Ｂを介在させて連通状態となるようにする。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、乾燥室１０Ａを原料液Ｌが自己凍結する圧力以下の減圧状態としながらも、給液室５０内の圧力よりも高い状態で原料液Ｌをノズル５１から噴出させることができるので、ノズル５１から原料液Ｌが噴出する時点では、給液室５０は原料液Ｌの自己凍結域に減圧された状態となっていないので、原料液Ｌがノズル５１の内部や先端部で自己凍結してしまうことがない。従って、真空乾燥機Ｄの可動効率を向上させることができる。また、本発明によれば、給液室５０は乾燥室１０Ａの減圧状態を維持したままでも分解可能に構成されている。従って真空乾燥機Ｄの運転中にノズル５１にトラブルが生じた場合でも、乾燥室１０Ａの減圧状態を維持したままノズル５１のメンテナンスを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の原料液供給装置並びにこのものの適用対象である真空乾燥機を一部破断して示す側面図である。
【図２】 同上正面図及び背面図である。
【図３】 原料供給装置を示す側面図である。
【図４】 原料供給装置に具えたバルブの開閉操作の様子を示す骨格図である。
【図５】 他の実施の形態で示した円錐型リボン真空乾燥機タイプの真空乾燥機を示す側面図である。
【図６】 他の実施の形態で示した真空攪拌乾燥機タイプの真空乾燥機を示す側面図である。
【図７】 他の実施の形態で示した円盤乾燥機タイプの真空乾燥機を示す側面図である。
【図８】 他の実施の形態で示したベルト式連続真空乾燥機タイプの真空乾燥機を示す側面図である。
【図９】 他の実施の形態で示したダブルコーン型真空乾燥機タイプの真空乾燥機を示す側面図である。
【図１０】 他の実施の形態で示したマイクロウェーブ式連続真空乾燥機タイプの真空乾燥機を示す側面図である。
【図１１】 既存の真空乾燥機を示す縦断面図である。
【符号の説明】
Ｄ 真空乾燥機
１ 筐体
１ｂ 天板
１０Ａ 乾燥室
１０Ｂ 凍結部
１１ 固定脚
１２ 側板
１３ ジャケット内板
１４ 熱媒ノズル
１５ 投入口
１６ 排出口
１６ａ 蓋体
１６ｂ ダクト
１６ｃ ハンドル
１７ 排気口
１８ 測定口
１９ ドレン口
１００ 回転軸
１０１ 回転翼
１０２ 攪拌翼
１０３ ベルトコンベヤ
１０４ シリンダ
１０４ａ アーム
１０５ 加熱プレート
１０６ 落下口
２ 弾性体
３ マウントブラケット
４ バイブレータユニット
５ 原料液供給装置
５０ 給液室
５０ａ 上片
５０ｂ 下片
５０ｃ のぞき窓
５１ ノズル
５２ 原料タンク
５３ ポンプ
５４ バルブ
５５ バルブ
６ 真空発生装置
７ 熱媒循環機
８ マイクロ波発生装置
８０ 導波管
Ｂ 基台
Ｃ 支持柱
Ｆ フレキシブルパイプ
Ｇ 凍結物
Ｌ 原料液
Ｍ 噴霧液滴
Claims (3)
- 内部空間を乾燥室とした筐体に、この乾燥室内を減圧するための真空発生装置を連通状態に接続して成る真空乾燥機を用い、前記乾燥室内を減圧するとともにこの乾燥室に投入された原料液を自己凍結させて得られた凍結物を真空乾燥して粉粒体状の固体材料を得る方法において、前記筐体に対しては給液室が連通状態に設けられ、この給液室内に原料液を噴出するためのノズルが具えられ、更に前記給液室と乾燥室との間にバルブが具えられるものであり、前記乾燥室への原料液の投入は、前記給液室と乾燥室との間の経路を閉鎖して、乾燥室内を原料液が自己凍結する圧力以下の減圧状態としながらも、給液室内を乾燥室内の圧力よりも高い圧力とした状態で原料液をノズルから噴出させた後、前記給液室と乾燥室との間の経路を開放して、減圧状態の乾燥室内に原料液を供給することを特徴とする真空乾燥機への原料液供給方法。
- 内部空間を乾燥室とした筐体に、この乾燥室内を減圧するための真空発生装置を連通状態に接続し、前記乾燥室内を減圧するとともにこの乾燥室内に投入された原料液を自己凍結させて得られた凍結物を真空乾燥して粉粒体状の固体材料を得る装置において、前記筐体に対しては給液室が連通状態に設けられ、この給液室内に原料液を噴出するためのノズルが具えられ、更に前記給液室と乾燥室との間にバルブが具えられたことを特徴とする真空乾燥機への原料液供給装置。
- 前記給液室は、乾燥室の減圧状態を維持したまま分解可能に構成されたものであることを特徴とする請求項２記載の真空乾燥機への原料液供給装置。
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