JP4087801B2

JP4087801B2 - 真空乾燥装置

Info

Publication number: JP4087801B2
Application number: JP2004029935A
Authority: JP
Inventors: 信行財部
Original assignee: 有限会社タカラベ鉄工
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2024-02-05
Also published as: JP2005221158A

Description

本発明は、生ゴミや食品工場の食品残渣を真空乾燥させて処理する真空乾燥装置に関し、特に生ゴミや食品残渣を処理して畜産用飼料として再利用するのに適した真空乾燥装置に関する。

例えば、水分含有物の代表例とされる生ゴミを処理する処理装置には発酵菌を用いたタイプのものと生ゴミ自体を真空乾燥させるタイプのものが存在する。発酵菌を用いたものは対象となる生ゴミの種類に適した発酵菌を選別したり、発酵自体に長時間を要したりする。

一方、真空乾燥タイプの処理装置は、生ゴミの種類によらず短時間で乾燥処理できる。そのため、真空乾燥タイプの処理装置が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−３２１７４０（２−３頁、図１）

例えば、台所の生ゴミや食品工場の食品残渣など（以下、総称してこれを「生ゴミ」とする）を真空乾燥させて畜産用飼料として再利用（リサイクル）する場合、かかる生ゴミを家畜が食べ易いように粉状に細かく砕かれた状態で乾燥処理することが望ましい。また、同じく家畜が食べ易いように処理された乾燥物に雑菌が含まれていないのが好ましい。しかしながら、従来の真空乾燥タイプの生ゴミ処理装置では、生ゴミを圧縮する圧縮板が生ゴミを真空乾燥させる乾燥処理室内にこの真空乾燥室の内壁周面と一定距離離れた状態で配置されているだけであった。そのため、例えばうどんなどの食べ残しを生ゴミとして真空乾燥した場合、生ゴミがかなり大きな塊となったままの状態に乾燥されていた。このように大きな塊状に処理されたものでは家畜が好まず、家畜用飼料として利用するには適していなかった。さらに、真空乾燥室自体はその中が真空になるがゆえに例えば３５°Ｃ程度にしか加熱されず、真空乾燥すべき生ゴミ内の雑菌を死滅させることができないので、処理した乾燥物を畜産用飼料として再利用するには不十分であった。

本発明の目的は、台所の生ゴミや食品工場の食品残渣を処理して畜産用飼料として再利用するのに適した真空乾燥装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明にかかる真空乾燥装置は、
生ゴミや食品残渣を真空乾燥させて処理する真空乾燥装置において、
前記生ゴミや食品残渣を真空乾燥させる乾燥処理室と、
前記乾燥処理室の周囲を覆い、当該乾燥処理室の壁面を加熱する加熱室と、を備え、
前記乾燥処理室が、
前記乾燥処理室の内壁との間に一定距離離間して配置され、前記乾燥処理室の内壁に平行に移動し、乾燥処理室の内壁との間で前記生ゴミや食品残渣を圧縮する圧縮板と、
前記圧縮板に連結され、前記圧縮された生ゴミや食品残渣を前記乾燥処理室の内壁に擦り付ける可撓性の擦り付け板と、
前記乾燥処理室の内壁に沿って移動しかつ前記擦り付け板によって当該乾燥処理室の内壁に沿って擦り付けられて乾燥した生ゴミや食品残渣を前記内壁から剥離する剥離板と、を備え、
前記乾燥処理室内の生ゴミ又は食品残渣中の雑菌を死滅させるのに十分な温度及び時間まで当該乾燥処理室の真空引きを停止すると共に前記加熱室を加熱するようになった真空乾燥装置であって、
前記乾燥処理室内には回転シャフトが回転自在に設けられ、前記回転シャフトにはアームが当該回転シャフトの直径方向に延在し、前記アームの先端には、圧縮プレートと、当該圧縮プレートのシャフト回転方向後方側に連結された可撓性の擦り付けプレートが備わり、
前記圧縮プレートは、細長い矩形状の板を一部折り曲げて構成され、この折り曲げられた折り曲げ部は、前記アームに対してシャフト回転方向先方側に位置し、その折り曲げ方向はシャフト回転方向先方側に向かうに従って乾燥処理室の内周壁から離間する方向となっており、
前記回転シャフトの回転と共に前記圧縮プレートを回転させると、処理室内の下方部分に溜まった生ゴミや食品残渣が前記折り曲げ部を介して前記圧縮プレートと処理室内周壁との間に入り込んで圧縮され、前記擦り付けプレートを介して前記乾燥処理室の内周壁に擦り付けられるようになっていることを特徴としている。

圧縮板によって圧縮された生ゴミや食品残渣が、この圧縮板に連結された擦り付け板によって処理室の内壁に擦り付けられるので、この擦り付けられた生ゴミや食品残渣に加熱室から処理室内壁に伝わった熱が直接伝わって、生ゴミや食品残渣を完全に乾燥処理することができる。

その結果、従来の真空乾燥装置のように中核（コア）まで完全に乾燥しているとはいえないような大きなかたまり状の乾燥物に処理するのではなく、細かい粉状の乾燥物に処理することができる。そのため、生ゴミや食品残渣を家畜が食べ易く畜産用飼料として適した乾燥物に処理することができる。

また、処理室内壁に付着した乾燥物を剥離板で剥がすことで、残りの生ゴミや食品残渣を圧縮板と擦り付け板とで新たに処理室内壁に擦り付けて乾燥処理できる。そして、これを繰り返すことで乾燥処理の効率を高めて、短期間で家畜の飼料に適した粉状の乾燥物を得ることができるようになる。

また、生ゴミや食品残渣を粉状の乾燥物に処理する過程で生ゴミや食品残渣中の雑菌を死滅させるまでこれらの温度を上昇させるので、雑菌を含まない粉状の乾燥物を得ることができる。これによって、家畜が食べ易い高品質の畜産飼料として再利用することができる。
また、乾燥処理室内には回転シャフトが回転自在に設けられ、回転シャフトにはアームが回転シャフトの直径方向に延在し、アームの先端には、圧縮プレートと、圧縮プレートのシャフト回転方向後方側に連結された可撓性の擦り付けプレートが備わり、圧縮プレートは、細長い矩形状の板を一部折り曲げて構成され、この折り曲げられた折り曲げ部は、アームに対してシャフト回転方向先方側に位置し、その折り曲げ方向はシャフト回転方向先方側に向かうに従って乾燥処理室の内周壁から離間する方向となっており、回転シャフトの回転と共に圧縮プレートを回転させると、処理室内の下方部分に溜まった生ゴミや食品残渣が折り曲げ部を介して圧縮プレートと処理室内周壁との間に入り込んで圧縮され、擦り付けプレートを介して乾燥処理室の内周壁に擦り付けられるようになっているので、回転シャフトの回転に伴って圧縮プレートが生ゴミや食品残渣中を処理室内周壁と離間しながら処理室内周壁に沿って移動し、生ゴミや食品残渣が圧縮プレートの折り曲げ部と処理室内周壁との拡開された部分に入り込み、その後に圧縮プレートと処理室内周壁との間の間隔の狭まった圧縮領域に導かれる。そして、回転シャフトがさらに回転すると、この圧縮領域に導かれて圧縮された生ゴミや食品残渣がさらにバネ性を有する擦り付けプレートと処理室内周壁との間に入り込み、その後に擦り付けプレートの端部によって処理室内周壁に擦り付けられる。擦り付けプレートで処理室内周壁に生ゴミや食品残渣を擦り付けることで、処理室内壁全体に生ゴミや食品残渣がつぶされた状態で付着するようになり、加熱室から処理室内周壁を介して伝わった熱エネルギがこの付着した生ゴミや食品残渣に直接伝熱し、この部分の生ゴミや食品残渣を迅速かつ完全に乾燥させる。
このように、乾燥処理室内に投入された生ゴミや食品残渣を擦り付けプレートによって処理室内周壁に擦り付けて乾燥させることで、生ゴミや食品残渣は粒が細かく家畜などが食べ易い粉状乾燥飼料となる。
また、擦り付けプレートは可撓性を有しているので、生ゴミや食品残渣の中に果実の種など硬いものが混ざっていても、これによって、擦り付けプレートの移動に支障をきたすことはない。

本発明によると、生ゴミや食品残渣を処理して畜産用飼料として再利用するのに適した真空乾燥装置を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態にかかる真空乾燥装置について説明する。本実施形態では、台所や厨房で出る生ゴミや食品工場で廃棄される食品残渣（以下、これを総称して「生ゴミ」とする）を乾燥処理する真空乾燥装置について説明する。

本発明の一実施形態にかかる真空乾燥装置１は、図１及び図２に示すように、食品残渣などの生ゴミ１００を真空乾燥させる円筒状の乾燥処理室１０と、乾燥処理室１０の処理室内周壁１１を全体的に覆い、当該処理室内周壁１１を加熱する円筒状の加熱室２０とを備えている。そして、乾燥処理室１０は、当該処理室内の空気を真空引きするための真空ポンプ接続部１２と、乾燥処理室内に生ゴミ１００を投入する水分含有物投入部１３と、真空乾燥された処理物を取り出す処理物取り出し部（図２参照）１４とを備えている。

なお、真空ポンプ接続部１２には、図示しない真空ポンプからの配管が接続され、生ゴミ１００の処理中、乾燥処理室内を真空にするようになっている。また、水分含有物投入部１３及び処理物取り出し部１４は、生ゴミ１００の処理中、乾燥処理室１０を真空にできるように密閉可能な開閉ハッチ１３ａ，１４ａを備えている。

また、乾燥処理室１０の両側壁１５（図２参照）には軸受け１６が備わり、処理室内部において長手方向に延在した回転シャフト５０が当該軸受け１６に支承されている。なお、乾燥処理室１０の両側壁１５は軸受け保護のために加熱室２０で覆われていない。更に、乾燥処理室１０の一方の側壁には乾燥処理室１０の内部温度を測定するための温度センサ１７（図２参照）が備わっている。

回転シャフト５０は、乾燥処理室１０の側方に配置された駆動装置５３によって一分間に２、３回転ほどの回転速度でゆっくりと回転するようになっている。また、回転シャフト５０には、本実施形態の場合、その長手方向において３ヶ所でそれぞれ２本のアーム５１，５５が直径方向に延在している。そして、第１のアーム５１の先端には、圧縮プレート（圧縮板）６１と、圧縮プレート６１のシャフト回転方向後方側に連結された可撓性の擦り付けプレート（擦り付け板）７１が備わっている。なお、このアームの本数は、真空乾燥装置自体の大きさに応じて適宜選択できるものである。

圧縮プレート６１は、細長い矩形状のステンレス板を一部折り曲げて構成されている。図１に示す折り曲げ部６１ａは、アーム５１に対してシャフト回転方向（図中矢印参照）先方側に位置して、その折り曲げ方向は乾燥処理室１０の内周壁１１から離間する方向となっている。また、圧縮プレート６１と処理室内周壁１１との間にはわずかな隙間６５が形成されている。なお、図１においては、この構造を理解できるように、隙間６５を強調して実際より大きめに示している。そして、回転シャフト５０の回転と共に圧縮プレート６１を回転させると、図１に示すように処理室内の下方部分に溜まった生ゴミ１００が折り曲げ部６１ａを介して圧縮プレート６１と処理室内周壁１１との間に入り込んで圧縮されるようになっている。

また、擦り付けプレート７１は、可撓性を有した細長い矩形状のステンレス板からなり、一端がネジ等の締結具７２を介して圧縮プレート６１のシャフト回転方向後方側に連結され、他端が処理室内周壁１１に若干撓んだ状態で押え付けられている。なお、擦り付けプレート７１は、圧縮プレート６１によって圧縮された生ゴミを処理室内周壁１１に擦り付ける役目を果している。これによって、処理室内周壁１１に擦り付けられた生ゴミ１００に当該内周壁１１からの熱を効率的に加え、擦り付けられた生ゴミ１００を迅速かつ完全に乾燥させるようになっている。

一方、第２のアーム５５には、乾燥して処理室内周壁１１に付着した生ゴミ１００を当該内周壁面から剥がすための剥離板８５がベースプレート８０を介して備わっている。具体的には、ベースプレート８０は細長い矩形状のステンレス板からなり、当該ベースプレート８０のシャフト回転方向先方側に同じく細長い矩形状の可撓性を有するステンレス板からなる剥離板８５がネジ等の締結具７３を介して固定されている。そして、剥離板８５は、その先端のみ第２のアーム５５に対してシャフト回転方向先方側において乾燥処理室１０の処理室内周壁１１に押え付けられている。そして、回転シャフト５０が回転することで剥離板８５の先端８５ａが処理室内周壁１１に沿って接触しながら移動し、処理室内周壁１１に乾いて付着した乾燥物を効率的に剥離するようになっている。

また、図示しない配管を介して乾燥処理室内に接続された真空ポンプ（図示せず）は、上述したように処理室内を真空にすると共に、一定の時間だけ真空引きを停止して加熱室２０と協働して処理室内の温度を例えば６０°Ｃ乃至７０°Ｃまで上昇させ、乾燥処理室内の生ゴミ１００を殺菌するようになっている。なお、温度センサ１７はこの際の乾燥処理室内の温度を検知する役目を果している。

一方、加熱室２０は、上述したように乾燥処理室１０の処理室内周壁１１を密閉状態で覆っており、この加熱室内を図示しない温風器か電気ヒータを介して２００°Ｃ〜３００°Ｃの高温空気で満たすようになっている。これによって、処理室内周壁１１は加熱室２０と同等の温度に熱せられるが、乾燥処理室内を真空にした状態で乾燥処理室内の空間は約５０°Ｃに保たれ、この状態で生ゴミ中の水分が蒸発するようになっている。すなわち、このような温度で水分を蒸発させることで少ない熱量で水分蒸発を可能とするので、真空乾燥処理装置自体の省エネを図ることができる。

なお、上述した圧縮プレート６１、擦り付けプレート７１、及び剥離板８５は、図２に示すように処理室内部の長手方向において互い違いに配置され、それらの端部が側面視で一部長手方向に重複して配置されている。これによって、処理室内周壁１１への生ゴミ１００の擦り付け及び乾燥処理した生ゴミ１００（以下、「乾燥物２００」とする）の処理室内周壁１１からの剥離を処理室内周壁全体にわたって均等に行なうようになっている。

以下、本実施形態にかかる真空乾燥装置１の使用方法及び作用について説明する。まず、水分含有物投入部１３の開閉ハッチ１３ａを開くと共に処理物取り出し部１４のハッチ１４ａを閉じる。そして、例えば、食品工場において生じたうどんなどの食品残渣や家庭の台所やレストランで生じた生ゴミを水分含有物投入部１３から乾燥処理室内に所定量投入する。そして、水分含有物投入部１３の開閉ハッチ１３ａを閉じて、乾燥処理室内を気密状態にする。

次いで、加熱室２０に２００°Ｃ〜３００°Ｃの高温空気を供給して乾燥処理室１０の処理室内周壁全体を加熱する。これと同時に、真空ポンプを用いて真空ポンプを接続部１２から乾燥処理室内の空気を真空引きする。これによって、乾燥処理室１０の処理室内周壁１１は加熱室２０の高温空気と同様に２００°Ｃ〜３００°Ｃに加熱され、かつ乾燥処理室内の温度が約５０°Ｃに保たれた状態で生ゴミ内の水分が蒸発し始める。そして、駆動装置５３を駆動することで、回転シャフト５０を例えば一分間に２、３回程度で回転させる。

回転シャフト５０の回転に伴って圧縮プレート６１が生ゴミ中を処理室内周壁１１と離間しながら処理室内周壁１１に沿って移動する。生ゴミ１００が圧縮プレート６１の折り曲げ部１６ａと処理室内周壁１１との拡開された部分に入り込み、その後に圧縮プレート６１と処理室内周壁１１との間の間隔の狭まった圧縮領域６６に導かれる。

そして、回転シャフト５０がさらに回転すると、この圧縮領域６６に導かれて圧縮された生ゴミ１００がさらにバネ性を有する擦り付けプレート７１と処理室内周壁１１との間に入り込み、その後に擦り付けプレート７１の端部７１ａによって処理室内周壁１１に擦り付けられる。

なお、擦り付けプレート７１は可撓性を有しているので、例えば生ゴミ１００の中に果実の種など硬いものが混ざっていても、これによって、擦り付けプレート７１の移動に支障をきたすことはない。

このように擦り付けプレート７１で処理室内周壁１１に生ゴミ１００を擦り付けることで、処理室内壁全体に生ゴミ１００がつぶされた状態で付着するようになり、加熱室２０から処理室内周壁１１を介して伝わった熱エネルギがこの付着した生ゴミ１００に直接伝熱し、この部分の生ゴミ１００を迅速かつ完全に乾燥させる。

回転シャフト５０をさらに回転させると、今度は上述のように乾燥して処理室内周壁１１に付着した乾燥物２００に剥離板８５の先端が到達して、この乾燥物２００を処理室内周壁１１から剥離する。剥離された乾燥物２００は再び未だ乾燥されていない生ゴミ１００と混ざり合う（図１の二点鎖線で示す乾燥物２００参照）。

このような回転シャフト５０の回転による生ゴミ１００の圧縮及び処理室内周壁１１への生ゴミ１００の擦り付け、並びに処理室内周壁１１に付着した乾燥物２００の剥離を繰り返すとともに、真空引きされた処理室内の生ゴミ１００に含まれる水分の蒸発を同時に繰り返して行なうことによって、処理室内の生ゴミ１００が徐々に粒の細かい粉状乾燥物２００に変わっていく。

例えば一日間、このような乾燥処理サイクルを繰り返すことによって乾燥処理室内に投入された生ゴミ１００は粒が細かく家畜などが食べ易い粉状乾燥飼料となる。このような粒の細かい粉状乾燥飼料になるまで生ゴミ１００を乾燥させるにあたっては、擦り付けプレート７１によって生ゴミ１００を処理室内周壁１１に擦り付けたことによる効果が大きい。

また、上述した生ゴミ乾燥処理中に真空ポンプによる真空引きを一時的に停止して、処理室内の圧力を大気圧近くまで戻すとともに加熱室内の温度を例えば２００°Ｃ〜３００°Ｃの高温に保っておくことで、乾燥処理室内の温度を温度センサ１７で測定しながら例えば６０°Ｃ〜７０°Ｃ程度まで容易に上昇させることができる。乾燥処理室内の温度をこのような温度まで上昇させ、この状態を数時間保つことで、生ゴミ内に含まれた雑菌や雑草の種などを死滅させることができ、細かく粒状に乾燥した粉状乾燥物を家畜がさらに食べ易い乾燥飼料に処理することが可能となる。これによって食品残渣などの生ゴミ１００を高品質の畜産用飼料として再利用することを可能とする。

なお、上述した乾燥処理室１０、加熱室２０、シャフト５０、アーム５１，５５、圧縮プレート６１、擦り付けプレート７１、剥離板８５はステンレスでできており、耐熱性、耐食性及び強度の点で優れているが、必ずしもこの材質に限定されるものではない。

また、加熱室２０に供給する熱媒体は高温空気に限らず熱水等であっても良い。

また、上述した処理室内の真空引きを一旦中止して処理室内の温度を６０°Ｃから７０°Ｃに上昇させるプロセスは必須の要件ではないが、生ゴミ中の雑菌を死滅させるためには有用である。

以上説明したように、乾燥処理室１０の内部は真空となり、真空中は熱が伝わらないが、本発明による真空乾燥装置１は、擦り付けプレート７１で乾燥処理室内周壁１１に生ゴミ１００を擦り付けることにより、擦り付けられた生ゴミ全体に熱を効率良く伝えることができる。

また、擦り付けプレート７１で処理室内周壁１１に生ゴミ１００を擦り付けて乾燥させて得られた乾燥物を剥離板８５で剥ぎ落とすことによって、例えばステンレスの金属板でできた処理室内周壁１１をむき出しにでき、新たな生ゴミ１００をこの処理室内周壁１１に擦り付けることができる。

このように、処理室内周壁１１への生ゴミ１００の擦り付けと乾燥物２００の処理室内周壁１１から剥ぎ落としを繰り返すことで、生ゴミ１００に効率良く熱を加えることができ、かつすりつぶすことができる。その結果、生ゴミ１００を畜産飼料に適した粉状化した乾燥物に処理することができる。

本発明の一実施形態にかかる真空乾燥装置を回転シャフトの軸線方向からみた断面図である。図１に示した真空乾燥装置を設置した状態で側方から見た断面図である。図１に対応する図であり、回転シャフトが図１の状態からある程度回転した状態を示す図である。

符号の説明

１真空乾燥装置
１０乾燥処理室
１１処理室内周壁
１２真空ポンプ接続部
１３水分含有物投入部
１３ａ開閉ハッチ
１４処理物取り出し部
１４ａ開閉ハッチ
１５両側壁
１６軸受け
１６ａ折り曲げ部
１７温度センサ
２０加熱室
５０回転シャフト
５１アーム
５３駆動装置
５５アーム
６１圧縮プレート
６１ａ折り曲げ部
６５隙間
６６圧縮領域
７１擦り付けプレート
７１ａ端部
７２，７３締結具
８０ベースプレート
８５剥離板
８５ａ先端
１００生ゴミ
２００乾燥物

Claims

生ゴミや食品残渣を真空乾燥させて処理する真空乾燥装置において、
前記生ゴミや食品残渣を真空乾燥させる乾燥処理室と、
前記乾燥処理室の周囲を覆い、当該乾燥処理室の壁面を加熱する加熱室と、を備え、
前記乾燥処理室が、
前記乾燥処理室の内壁との間に一定距離離間して配置され、前記乾燥処理室の内壁に平行に移動し、乾燥処理室の内壁との間で前記生ゴミや食品残渣を圧縮する圧縮板と、
前記圧縮板に連結され、前記圧縮された生ゴミや食品残渣を前記乾燥処理室の内壁に擦り付ける可撓性の擦り付け板と、
前記乾燥処理室の内壁に沿って移動しかつ前記擦り付け板によって当該乾燥処理室の内壁に沿って擦り付けられて乾燥した生ゴミや食品残渣を前記内壁から剥離する剥離板と、を備え、
前記乾燥処理室内の生ゴミ又は食品残渣中の雑菌を死滅させるのに十分な温度及び時間まで当該乾燥処理室の真空引きを停止すると共に前記加熱室を加熱するようになった真空乾燥装置であって、
前記乾燥処理室内には回転シャフトが回転自在に設けられ、前記回転シャフトにはアームが当該回転シャフトの直径方向に延在し、前記アームの先端には、圧縮プレートと、当該圧縮プレートのシャフト回転方向後方側に連結された可撓性の擦り付けプレートが備わり、
前記圧縮プレートは、細長い矩形状の板を一部折り曲げて構成され、この折り曲げられた折り曲げ部は、前記アームに対してシャフト回転方向先方側に位置し、その折り曲げ方向はシャフト回転方向先方側に向かうに従って乾燥処理室の内周壁から離間する方向となっており、
前記回転シャフトの回転と共に前記圧縮プレートを回転させると、処理室内の下方部分に溜まった生ゴミや食品残渣が前記折り曲げ部を介して前記圧縮プレートと処理室内周壁との間に入り込んで圧縮され、前記擦り付けプレートを介して前記乾燥処理室の内周面に擦り付けられるようになっていることを特徴とする真空乾燥装置。