JP4801484B2 - Vacuum drying equipment - Google Patents
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Description
本発明は乾燥釜の内部を真空状態で加熱して被乾燥物を乾燥する真空乾燥装置に関する。 The present invention relates to a vacuum drying apparatus for drying the heated in a vacuum material to be dried to the drying cauldron.
従来、残飯や保証期間の過ぎた食料品、食品工場における残滓物等の有機廃棄物を減量する手段として真空乾燥装置が利用されている。一般的な真空乾燥装置は、例えば特許文献1に示すように被乾燥物が投入される乾燥釜と、乾燥釜内を加熱する加熱手段と、乾燥釜内を真空引きする真空ポンプを備え、乾燥釜内を真空状態で加熱して乾燥釜内の被乾燥物を乾燥するものである。
Conventionally, a vacuum drying apparatus has been used as a means for reducing organic waste such as leftover food, food products that have passed the warranty period, and residue in food factories. For example, as shown in
ところでこの種の真空乾燥装置の乾燥釜による乾燥運転を終了時点を決定する方式として、タイマーにより乾燥運転を終了するものがあるが、乾燥前の被乾燥物の含水率に違いがある場合、乾燥後の被乾燥物の含水率が不安定になり、十分に乾燥できなかったり、乾燥しすぎたりしてしまう。 By the way, as a method of determining the end point of the drying operation by the drying pot of this type of vacuum drying apparatus, there is one that ends the drying operation by a timer, but if there is a difference in the moisture content of the material to be dried before drying, the drying operation is performed. The moisture content of the later dried product becomes unstable, and cannot be sufficiently dried or dried too much.
また他の方式として、乾燥釜の重量を測定するロードセルを設け、被乾燥物の乾燥に伴う水分蒸発により乾燥釜の重量が所定量低下した場合に、十分に乾燥がなされたと判断して乾燥釜による乾燥運転を終了するもの等もあるが、このものも乾燥前の被乾燥物の含水率に違いがある場合には乾燥後の被乾燥物の含水率が定まらず、また乾燥釜の重量を測定するロードセルが必要であるためコストが高くなるという問題もある。
本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、乾燥前の含水率に違いがある場合にも、被乾燥物を過不足なく確実に乾燥でき、しかも乾燥釜の重量を計測するロードセルのような高価な計器を設ける必要のない真空乾燥装置を提供することを課題とするものである。 The present invention was invented in view of the above-mentioned conventional problems, and even when there is a difference in moisture content before drying, the object to be dried can be reliably dried without excess and deficiency, and the weight of the drying kettle is measured. It is an object of the present invention to provide a vacuum drying apparatus that does not require an expensive instrument such as a load cell.
上記課題を解決するために請求項1の乾燥装置は、被乾燥物2が投入される乾燥釜1と、乾燥釜1内を加熱する加熱手段と、乾燥釜1内を真空状態とする真空ポンプ8を備え、乾燥釜1内を真空状態で加熱して被乾燥物2を乾燥する真空乾燥装置において、乾燥釜1内で発生する水蒸気を凝縮する凝縮手段と、貯留部6を備え、貯留部6は、乾燥釜1内に連通すると共に凝縮手段で得られた凝縮水が流入するクッションタンク22と、クッションタンク22よりも下方に位置してクッションタンク22に連通路24を介して接続される貯留タンク23を備え、クッションタンク22の上部に前記真空ポンプ8を接続し、連通路24に連通バルブ25を設けると共に貯留タンク23の排水部30に排水バルブ34を設け、乾燥運転時において、連通バルブ25を開くと共に排水バルブ34を閉じてクッションタンク22内の凝縮水を連通路24を介して貯留タンク23に流入させて貯留する通常状態とし、この通常状態において貯留タンク内水位検知手段により貯留タンク23内の凝縮水の水位が所定水位以上となったことを検知した際に、連通バルブ25を閉じると共に排水バルブ34を開いて乾燥釜1内の真空状態を維持しつつ貯留タンク23内の凝縮水を排水部から排出する排水状態に切替え、この所定時間経過後に前記通常状態に復帰する真空乾燥装置であって、クッションタンク22内に流入した凝縮水を受けるカップ部26と、カップ部26内の凝縮水の水位を検知するカップ部26内水位検知手段と、一端をカップ部26の底部に接続すると共に他端を貯留タンク23の上部に接続した排出流路27と、排出流路27に設けた排出バルブ28と、制御装置を備え、制御装置が、乾燥運転時において所定時間t2毎にカップ部26内の凝縮水の水位が予め設定した所定水位以上であるか否かを判定し、カップ部26内の凝縮水の水位が予め設定した所定水位以上の場合には排出バルブ28を開いてカップ部26内の凝縮水を排出流路27を介して貯留タンク23に排出してカップ部26内を空とし、この後排出バルブ28を閉じてカップ部26内に凝縮水を貯留可能な状態とし、前記カップ部26内の凝縮水の水位が前記所定水位よりも低い場合には乾燥運転を終了するものであることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a drying apparatus according to
上記構成により乾燥運転時において被乾燥物2の単位時間当たりの蒸発水の量が少なくなったことをカップ部26内の凝縮水の水位に基づいて判定して乾燥運転を終了でき、これにより被乾燥物2が十分に乾燥した時に乾燥釜1の乾燥運転を確実に終了できる。またこの場合、ロードセルのような構造が複雑で高価な計器を設けることなく乾燥運転の終了時点を決定できてコストを削減できる。また、通常状態と排水状態とに切替えて乾燥釜1内の真空状態を維持しつつ貯留タンク23内の凝縮水を排水できる真空乾燥装置において、乾燥運転を確実に終了でき、コストを削減できる。
With the above configuration, it is possible to determine that the amount of evaporated water per unit time of the object to be dried 2 has decreased during the drying operation based on the level of the condensed water in the
本発明の乾燥装置では、乾燥釜に投入される被乾燥物の含水率に違いがある場合にも、被乾燥物を過不足なく確実に乾燥でき、また乾燥釜の重量を計測するロードセルのような高価な計器を設ける必要がなくてコストを削減できる。 In the drying apparatus of the present invention, even when there is a difference in the moisture content of the material to be dried, the material to be dried can be surely dried without excess or deficiency, and a load cell that measures the weight of the drying vessel is used. Therefore, it is not necessary to provide an expensive instrument and the cost can be reduced.
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings.
図1は本発明の真空乾燥装置の全体のシステムを示すものである。真空乾燥装置の主体となる乾燥釜1は内部に収納した被乾燥物2を真空状態で加熱して乾燥するようになっている。乾燥釜1の周囲には乾燥釜1内を加熱する加熱手段として加熱ジャケット3を設けてあり、この加熱ジャケット3に温水、蒸気等の熱媒で熱を供給することで乾燥釜1の内壁を加熱できるようになっている。この熱媒が温水の場合、図1の矢印Aのように加熱ジャケット3に熱媒が入り、加熱ジャケット3から図1の矢印Bのように熱媒が出るように熱源機を介して循環するようになっている。また熱媒が蒸気の場合は、図1の矢印Bと逆方向に熱媒が加熱ジャケット3に入り、図1の矢印Aと逆方向に加熱ジャケット3から熱媒が出るようになっている。
FIG. 1 shows the entire system of the vacuum drying apparatus of the present invention. A drying
乾燥釜1内の空気は集塵器4、熱交換器5、貯留部6、逆止弁7を順に介して真空ポンプ8で吸引されて乾燥釜1内の真空状態が維持されるようになっている。またクーリングタワー9で冷却された冷却水が熱交換器5に循環させられて熱交換器5が冷却されるようになっている。真空ポンプ8を駆動して乾燥釜1内を真空引きしたとき乾燥釜1内が60〜100Torr程度に減圧されるようになっている。乾燥釜1の加熱により乾燥釜1内の被乾燥物2に含有した水が蒸発されて行き、真空ポンプ8の吸引により蒸発水含有排ガスは集塵器4を通り、熱交換器5で冷却凝縮されて気液分離され、凝縮水が貯留部6に溜まると共にドライ排ガスは大気に排気される。つまり本例ではクーリングタワー9と凝縮部となる熱交換器5とで乾燥時に乾燥釜1内で発生する水蒸気を凝縮する凝縮手段を構成している。なお貯留部6に一定量の凝縮水が溜まると装置外部に排水されるようになっている。
The air in the
乾燥釜1の上部には水分を含んだ有機廃棄物からなる被乾燥物2が投入される投入口10を設けてあり、投入口10は開閉自在な投入口蓋11にて気密的に閉塞されている。乾燥釜1内の上部には投入口10から投入した被乾燥物2を受けるホッパー12を設けてあり、ホッパー12の下端の出口には破砕機13を配置してある。破砕機13はモータにて回転駆動される一対の駆動軸14と、各駆動軸14に軸方向に複数枚並べるように装着した破砕刃15とで構成されている。
At the top of the
乾燥釜1内の下部には攪拌機16を内装し、被乾燥物2を攪拌機16にて攪拌することにより乾燥を促進できるようになっている。攪拌機16はモータで駆動される攪拌軸17から羽根支持軸18を放射状に突設すると共に羽根支持軸18の先端に羽根19を装着してあり、攪拌軸17を回転駆動することで羽根19にて攪拌できるようになっている。乾燥釜1の底部には乾燥した乾燥物を排出する乾燥物排出部20を設けてある。
A
上記のように構成せる真空乾燥装置で水分を含んだ有機廃棄物からなる被乾燥物2を乾燥する場合バッチ式で次のように行う。投入口10から乾燥釜1内のホッパー12に被乾燥物2を投入し、投入口蓋11を閉じた状態で、乾燥釜1の加熱ジャケット3に熱媒を供給して乾燥釜1内を加熱すると共に真空ポンプ8を駆動して乾燥釜1内を真空引きし、破砕機13を駆動し、攪拌機16を駆動する。すると、ホッパー12に投入された被乾燥物2は破砕機13で破砕され乾燥釜1内の下部に供給される。乾燥釜1内の下部に落下した被乾燥物2は攪拌機16で攪拌されながら乾燥釜1の雰囲気で乾燥される。例えば含水率が60%から10%になるように乾燥される。この乾燥された乾燥物は細かな粒状となり、乾燥物が排出部20から排出され、これにより乾燥運転が終了する。
When drying the to-
ここで上記熱交換器5により得た凝縮水が流入する貯留部6の構造について詳述する。
Here, the structure of the
図2に示すように貯留部6は、熱交換器5で得られた凝縮水が流入するクッションタンク22と、クッションタンク22の下方に位置してクッションタンク22に接続された貯留タンク23を備えており、クッションタンク22の上端部に前述の真空ポンプ8を接続している。
As shown in FIG. 2, the
クッションタンク22の底部には下端を貯留タンク23の上端部に接続した連通路24の上端を接続している。連通路24には電磁開閉弁からなる連通バルブ25を設けてあり、連通バルブ25を開くことでクッションタンク22内に流入した凝縮水を連通路24を介して貯留タンク23に排出できる。クッションタンク22内の底部における連通路24とは別の箇所には熱交換器5側から流れ込んだ凝縮水を直接受けるカップ部26を設けてあり、カップ部26の底部には下端を貯留タンク23の上端部に接続した排出流路27の上端を接続している。排出流路27には電磁開閉弁からなる排出バルブ28を設けてあり、排出バルブ28を閉じることでカップ部26内に熱交換器5側から流入した凝縮水を貯留でき、また排出バルブ28を開くことでカップ部26内の凝縮水を排出流路27を介して貯留タンク23に流すことができる。またクッションタンク22にはカップ部26内の水位を検知するカップ部内水位検知手段としてカップ部26内の水位が予め設定した所定水位以上であるか否かを検知する水位センサ29を設けている。
The bottom end of the
一方、貯留タンク23の底部には貯留タンク23内の凝縮水を外部に排出する排水口からなる排水部30を設けてあり、排水部30には電磁開閉弁からなる排水バルブ34を設けている。貯留タンク23の上端部には貯留タンク23内を大気開放する開放口からなる大気開放部31を設けてあり、大気開放部31には電磁開閉弁からなる大気開放バルブ32を設けている。また貯留タンク23には貯留タンク23内に貯留された凝縮水の水位を検知する貯留タンク内水位検知手段として貯留タンク23内の水位が予め設定した所定水位以上であるか否かを検知する水位センサ33を設けている。
On the other hand, a
そして上記クッションタンク22の連通バルブ25及び排出バルブ28、貯留タンク23の排出バルブ28及び大気開放バルブ32は真空乾燥装置に設けた制御装置(図示せず)によって以下に示すように制御される。なお図3は乾燥運転時におけるタイムチャートである。
The
制御装置は、加熱ジャケット3、真空ポンプ8、破砕機13、攪拌機16の夫々を駆動して乾燥釜1の乾燥運転を開始すると、連通バルブ25を開くと共に排出バルブ28、排水バルブ34、大気開放バルブ32を閉じた通常状態とする。これにより乾燥釜1内の空気はクッションタンク22を介して真空ポンプ8で吸引されて乾燥釜1内は真空状態となる。またこの時、乾燥釜1の乾燥運転時において熱交換器5で得られた凝縮水は、図2の白抜き矢印に示すようにクッションタンク22のカップ部26内に流れ込んでカップ部26に貯留され、カップ部26一杯に溜まった後はカップ部26から溢れ出て、クッションタンク22の底部から連通路24を介して貯留タンク23に流入して貯留される。なおこの通常状態では、連通バルブ25が開き、且つ排水バルブ34及び大気開放バルブ32が閉じた状態にあるため、貯留タンク23内も真空引きされて真空状態となる。
When the control device drives the
また制御装置は、上記乾燥釜1の乾燥運転時の通常状態において貯留タンク23の水位センサ33により貯留タンク23内の凝縮水の水位が所定水位以上となったことを検知した際には、連通バルブ25及び排出バルブ28を閉じ、この後、大気開放バルブ32を開き、さらにこの後、排水バルブ34を開いた排水状態とする。これにより乾燥釜1内の空気がクッションタンク22を介して真空ポンプ8で吸引されたままの状態(即ち乾燥釜1側が密閉状態にあり真空を維持した状態)で、貯留タンク23内が大気開放部31から大気開放されて貯留タンク23内の真空が破壊された後に貯留タンク23内に貯留された凝縮水が排水部30を介して外部に排水されて貯留タンク23内が空となる。なおこの時連通バルブ25が閉じた状態にあるため熱交換器5側からクッションタンク22内に流入した凝縮水はクッションタンク22内で一時的に貯留され、貯留タンク23側には流れない。そしてこの後、制御装置は所定時間が経過した時点で排水バルブ34及び大気開放バルブ32を閉じ、この後、連通バルブ25を開き、これにより前記通常状態に復帰する。即ち制御装置は上記通常状態と排水状態を交互に繰り返し行って乾燥運転を行う。
Further, when the control device detects that the water level of the condensed water in the
また制御装置は、上記乾燥釜1の乾燥運転時において、凝縮水の所定時間当たりの発生量が予め設定した量よりも少なくなった場合に、加熱ジャケット3、真空ポンプ8、破砕機13、攪拌機16等の運転を停止して乾燥運転を終了する。
The control unit 35 also, the drying Oite during the drying operation of the
具体的には、制御装置は、まず乾燥釜1の乾燥運転開始から所定時間t1(1〜2時間)が経過するまでの間は被乾燥物2の水が蒸発し難い初期期間として排出バルブ28を閉じた状態を維持する。なおこの初期期間終了時点において被乾燥物2から発生する凝縮水の単位時間あたりの量は、後述のように乾燥運転の終了を決定する時における所定時間t2あたりの凝縮水の発生量に見合った単位時間当たりの凝縮水の発生量よりも大きいものである。そしてこの初期期間が終えた時点から所定時間t2(30分)毎に水位センサ29によりカップ部26内の凝縮水の水位が予め設定した所定水位以上であるか否かを判定する。そしてこの判定により、カップ部26内の凝縮水の水位が予め設定した所定水位以上の場合には、排出バルブ28を開いてカップ部26内の凝縮水を排出流路27を介して貯留タンク23に流してカップ部26内を空とし、この後排出バルブ28を閉じてカップ部26内に凝縮水を貯留可能な状態とする。またこの判定により、カップ部26内の凝縮水の水位が所定水位よりも低い場合には、加熱ジャケット3や真空ポンプ8の運転を停止して乾燥運転を終了する。なお上記判定により、カップ部26内の凝縮水の水位が予め設定した所定水位以上であった場合に行う排出バルブ28の開動作は、真空乾燥装置が上記排水状態にあり排出バルブ28を閉じた状態にある時には無効とされ、次回判定時や次回通常状態復帰時に所定時間排出バルブ28を開くものとする。
Specifically, the control device first sets the
このように本発明では制御装置により被乾燥物2の乾燥運転時において排出される凝縮水の所定時間当たりの排出量が予め設定した量よりも少なくなった場合に乾燥運転を終了するので、以下の効果が得られる。即ち、被乾燥物2を乾燥した場合、通常、単位時間当たりに被乾燥物2から蒸発する水の量は被乾燥物2の含水率が低くなる程少なくなるものであるため、該単位時間当たりの蒸発水の量が少なくなった場合には被乾燥物2が十分に乾燥したと判断できるものである。つまり本発明では上記のように乾燥運転時に凝縮手段にて得られる凝縮水の所定時間当たりの発生量が予め設定した量よりも少なくなった場合に乾燥運転を終了するので、乾燥釜1に投入される乾燥前の被乾燥物2の含水率に違いがある場合にも、被乾燥物2を乾燥しすぎることなく且つ十分に乾燥できる。また本発明では上記被乾燥物2の単位時間当たりの蒸発水の量が少なくなったことをカップ部26内の凝縮水の水位に基づいて判定でき、ロードセルのような構造が複雑で高価な計器を乾燥釜に設けることなく乾燥運転の終了時点を決定できてコストを削減できる。
Thus, in the present invention, the drying operation is terminated when the amount of condensed water discharged by the control device during the drying operation of the object to be dried 2 per predetermined time is less than the preset amount. The effect is obtained. That is, when the object to be dried 2 is dried, the amount of water evaporated from the object to be dried 2 per unit time usually decreases as the moisture content of the object to be dried 2 decreases. When the amount of evaporating water decreases, it can be determined that the material to be dried 2 is sufficiently dried. In other words, in the present invention, the drying operation is terminated when the amount of condensed water obtained by the condensing means during the drying operation per predetermined time is less than a preset amount. Even when there is a difference in the moisture content of the dried
1 乾燥釜
2 被乾燥物
8 真空ポンプ
22 クッションタンク
23 貯留タンク
24 連通路
25 連通バルブ
26 カップ部
27 排出流路
30 排水部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
乾燥釜内で発生する水蒸気を凝縮する凝縮手段と、貯留部を備え、貯留部は、乾燥釜内に連通すると共に凝縮手段で得られた凝縮水が流入するクッションタンクと、クッションタンクよりも下方に位置してクッションタンクに連通路を介して接続される貯留タンクを備え、クッションタンクの上部に前記真空ポンプを接続し、連通路に連通バルブを設けると共に貯留タンクの排水部に排水バルブを設け、
乾燥運転時において、連通バルブを開くと共に排水バルブを閉じてクッションタンク内の凝縮水を連通路を介して貯留タンクに流入させて貯留する通常状態とし、この通常状態において貯留タンク内水位検知手段により貯留タンク内の凝縮水の水位が所定水位以上となったことを検知した際に、連通バルブを閉じると共に排水バルブを開いて乾燥釜内の真空状態を維持しつつ貯留タンク内の凝縮水を排水部から排出する排水状態に切替え、この所定時間経過後に前記通常状態に復帰する真空乾燥装置であって、
クッションタンク内に流入した凝縮水を受けるカップ部と、カップ部内の凝縮水の水位を検知するカップ部内水位検知手段と、一端をカップ部の底部に接続すると共に他端を貯留タンクの上部に接続した排出流路と、排出流路に設けた排出バルブと、制御装置を備え、制御装置が、乾燥運転時において所定時間毎にカップ部内の凝縮水の水位が予め設定した所定水位以上であるか否かを判定し、カップ部内の凝縮水の水位が予め設定した所定水位以上の場合には排出バルブを開いてカップ部内の凝縮水を排出流路を介して貯留タンクに排出してカップ部内を空とし、この後排出バルブを閉じてカップ部内に凝縮水を貯留可能な状態とし、前記カップ部内の凝縮水の水位が前記所定水位よりも低い場合には乾燥運転を終了するものである特徴とする真空乾燥装置。 A drying kettle into which the material to be dried is put, a heating means for heating the inside of the drying kettle, and a vacuum pump for evacuating the inside of the drying kettle are provided. The inside of the drying kettle is heated in a vacuum state to dry the material to be dried. In vacuum drying equipment,
A condensing means for condensing the steam generated in the drying kiln, with a savings engaging portion, the reservoir portion, and a cushion tank condensate obtained by condensing means communicates with the drying kiln flows, than the cushion tank A storage tank that is located below and is connected to the cushion tank via a communication path is connected. The vacuum pump is connected to the upper part of the cushion tank, a communication valve is provided in the communication path, and a drain valve is provided in the drainage section of the storage tank. Provided,
During the drying operation, the communication valve is opened and the drain valve is closed so that the condensed water in the cushion tank flows into the storage tank through the communication path to be stored, and in this normal state, the storage tank water level detection means When it is detected that the water level of the condensed water in the storage tank has reached the specified level or higher, the condensate water in the storage tank is drained while closing the communication valve and opening the drain valve to maintain the vacuum state in the drying tank. A vacuum drying device that switches to a drained state that is discharged from the part and returns to the normal state after the predetermined time has elapsed,
A cup that receives the condensed water flowing into the cushion tank , a water level detecting means for detecting the level of condensed water in the cup , and one end connected to the bottom of the cup and the other connected to the top of the storage tank a discharge passage which is either a discharge valve provided in the discharge passage, a control device, control device, the water level of the condensed water in the cup portion every predetermined time during the drying operation is a predetermined level or more set in advance If the water level of the condensed water in the cup part is equal to or higher than a predetermined water level set in advance, the discharge valve is opened and the condensed water in the cup part is discharged to the storage tank via the discharge flow path, and the inside of the cup part is discharged. sky and then, the feature is intended Thereafter the condensed water and capable of storing state in the cup portion closes the discharge valve, when the water level of the condensed water in the cup portion is lower than the predetermined water level to end the drying operation That vacuum drying equipment.
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