JP4843348B2 - 真空乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、水分を含んだ有機廃棄物を真空状態で加熱して乾燥する真空乾燥装置に関するものである。

一般に水分を含んだ有機廃棄物としては、食堂やホテルにおける厨房残滓物や残飯、学校や病院等の給食の残飯、スーパーマッケット、コンビニ、デパート、食料品店等における保証期間の過ぎた食料品、食品工場における残滓物等がある。このような有機廃棄物はそのままでは産業廃棄物処理業者に引き取って貰う量が極めて多くなり、コストが嵩んだりするという問題がある。

そこで、有機廃棄物を減量するために近年、有機廃棄物を真空状態で加熱して乾燥する真空乾燥装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。かかる真空乾燥装置は、内部が真空状態で加熱される乾燥釜と、被乾燥物を攪拌するために乾燥釜に設けられた攪拌機とを具備し、被乾燥物を装置内に投入して密閉し、真空状態で被乾燥物を加熱すると共に攪拌して乾燥するバッチ式の処理を行うようになっている。
特開平１１−３３７２５８号公報

このような真空乾燥装置は、内部が真空状態で加熱される乾燥釜と、乾燥釜内で被乾燥物を攪拌する攪拌機と、被処理物を破砕する破砕機とを配設してある。そして被乾燥物を投入口より破砕機に投入した後、投入口の蓋を閉めて破砕機および乾燥釜の内部を密閉し、破砕機で被乾燥物を破砕した後、被乾燥物が破砕機から乾燥釜内へ移動して乾燥処理が行われるものである。

この真空乾燥装置では、被乾燥物を装置に投入するにあたって、乾燥釜の上に配置してある破砕機に投入する必要があり、被乾燥物を装置の上方にまで持ち上げなければならず、また、使用者が被乾燥物を装置まで持って行かなければならず、使い勝手が悪いものであった。そこで、被乾燥物を投入するホッパーを乾燥釜、破砕機を備えた装置本体とは別に設置すると共に、ホッパーに投入された被乾燥物を装置本体に搬送する搬送手段を設けたものが考えられた。

しかしながら、このような真空乾燥装置においては、搬送手段によって被乾燥物を装置本体まで搬送することができるものの、被乾燥物を真空状態となった装置本体内に投入するには、人手によらずに装置本体の投入口を開閉する開閉装置を必要となると共に真空ポンプの負荷が膨大となってしまうものであった。そして更に、被乾燥物を搬送手段によって装置本体内に投入するのを時間をかけて連続的に行おうとする場合には、装置本体内が外部と連続的に連通する状態となるため、実質的に不可能であった。

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、乾燥釜、攪拌機、破砕機を具備した装置本体の外部に、被乾燥物が投入されるホッパーと、被乾燥物をホッパーから装置本体に搬送する搬送手段とを設け、被乾燥物を搬送手段にて装置本体内に搬送するための開閉装置等を要しないと共に真空ポンプの負荷が増加することなく、また、装置本体内に被乾燥物を連続的に投入することができる真空乾燥装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明の請求項１の真空乾燥装置は、内部が被乾燥物３を真空状態で加熱する処理空間１０となる乾燥釜１と、被乾燥物３を攪拌するために乾燥釜１に設けた攪拌機２と、乾燥釜１内の処理空間１０の上部または乾燥釜１の上部に位置する破砕機４とを具備し、乾燥釜１の処理空間１０で真空状態で被乾燥物３を加熱すると共に攪拌して乾燥処理を行うバッチ式真空乾燥処理装置であって、乾燥釜１と攪拌機２と破砕機４とを具備した装置本体５外に配置されて内部が密閉されると共に開閉自在な投入口６１より被乾燥物３が投入されるホッパー６と、前記ホッパー６に投入された被乾燥物３を装置本体５内に搬送する搬送手段７と、前記搬送手段７を覆って内部が密閉されその一端部がホッパー６に連通接続されると共に他端部が装置本体５の破砕空間４０に連通接続される搬送部ケーシング８とを設けて成ることを特徴とするものである。

このような構成とすることで、被乾燥物３が搬送手段７から装置本体５内に搬送されるにあたって真空状態となって連通している空間を移動するため、装置本体５に投入口６１を形成すると共にこの投入口６１を開閉する開閉装置を設けたりすることなく真空状態を維持することが可能となると共に、被乾燥物３を装置本体５の破砕機４へ時間をかけて連続的に搬送することが可能となり、また被乾燥物３をホッパー６に投入しさえすればよいため使い勝手が良いものである。

本発明にあっては、被乾燥物が搬送手段から装置本体内に搬送されるにあたって真空状態となって連通している空間を移動することとなって、装置本体に投入口を形成すると共にこの投入口を開閉する開閉装置を設けたりすることなく真空状態を維持することが可能となり、被乾燥物を装置本体の破砕機へ時間をかけて連続的に搬送することが可能となり、また、被乾燥物をホッパーに投入しさえすればよいため使い勝手が良いものである。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。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。真空乾燥装置は、装置本体５と、ホッパー６と、搬送手段７とで構成され、前記装置本体５は、乾燥釜１と、攪拌機２と、破砕機４と、を具備している。

この装置の主体となる乾燥釜１は内部が真空状態の処理空間１０となるもので、この処理空間１０に投入した被乾燥物３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の周囲には加熱ジャケット１２を設けてあり、この加熱ジャケット１２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。このとき熱媒が温水の場合、図１の矢印Ａのように加熱ジャケット１２に熱媒が入り、加熱ジャケット１２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。矢印Ａにように加熱ジャケット１２に入る熱媒の温度は例えば８５℃で、矢印Ｂのように加熱ジャケット１２から出る熱媒の温度は例えば８０℃である。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１２に入り、図１の矢印Ａと逆方向に加熱ジャケット１２から熱媒が出るようになっている。

また乾燥釜１内の空気は集塵器１４、熱交換器１５（コンデンサー）、ドレンタンク１６、逆止弁１７を介して真空ポンプ１３で吸引されて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１８で冷却された冷却水が熱交換器１５に循環させられて熱交換器１５が冷却されるようになっている。真空ポンプ１３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。以下、前記程度の圧力状態を真空状態というものとする。乾燥釜１の加熱により乾燥釜１内の被乾燥物３に含有した水が蒸発されて行き、真空ポンプ１３の吸引により蒸発水含有排ガスは集塵器１４を通り、熱交換器１５で冷却凝縮されて気液分離され、凝縮水がドレンタンク１６に溜まると共にドライ排ガスは大気に排気される。ドレンタンク１６には液面計１９が設けられており、ドレンタンク１６に一定量の凝縮水が溜まると排水されるようになっている。

乾燥釜１の上側には破砕機４が設けてある。破砕機４は、乾燥釜１の天井部上に内部が破砕空間４０となる破砕機ケーシング４１を設け、この破砕空間４０内に駆動軸４２および該駆動軸４２にて駆動される破砕刃４３が設けられる。駆動軸４２を駆動するモーター等の駆動源（図示せず）は破砕機ケーシング４１外に設けられる。駆動軸４２は一対設けてあり、各駆動軸４２の軸方向に破砕刃４３を複数枚並べるように装着してある。この破砕機４の破砕空間４０は乾燥釜１の処理空間１０と連通しており、破砕機４にて破砕された被乾燥物３は乾燥釜１の処理空間１０へと落下するようになっている。

乾燥釜１内には攪拌機２を内装してあり、被乾燥物３を攪拌機２にて攪拌することにより乾燥できるようになっている。この攪拌機２はモータ（図示せず）で駆動される攪拌軸２１から羽根支持軸２２を放射状に突設すると共に羽根支持軸２２の先端に短リボン状の羽根２３を装着してあり（図２参照）、攪拌軸２１を回転駆動することで羽根２３にて攪拌できるようになっている。羽根支持軸２２は攪拌軸２１の周方向及び軸方向に複数本並べて突設してある。図２に示す例の場合、攪拌軸２１の周方向に９０°づつ位相をずらせて４本突設してある。また、羽根２３板が攪拌軸２１と平行な状態からγ（本例の場合４５°）の角度傾斜させてある。この攪拌軸２１は正転と逆転とを繰り返すように駆動されるようになっており、回転速度は２〜３ｒｐｍ程度である。

また、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２４を設けてある。

また本実施形態では、装置本体５の乾燥物排出部２４から排出される乾燥物を受けると共に搬送して廃棄物集積場に廃棄する排出コンベアーが設けてある。

そして、上述した装置本体５外には、ホッパー６および搬送手段７と、これらを覆う搬送部ケーシング８が設けてある。

ホッパー６は、上部に投入口６１が形成されると共に前記投入口６１を開閉自在に閉塞する投入口蓋が設けてあり、前記投入口蓋を閉めると、後述する搬送部ケーシング８との連通部分を含めて内部が密閉される。ホッパー６の下端部は搬送部ケーシング８の一端部に連通接続してあり、投入口６１より投入された被乾燥物３はホッパー６の下端部より順に搬送部ケーシング８内へと落下するようになっている。

搬送部ケーシング８は、搬送手段７を覆って内部が密閉されるもので、その一端部すなわち被乾燥物３の搬送方向の上流側の端部が上記のようにホッパー６の下端部に連通接続してあると共に、他端部すなわち被乾燥物３の搬送方向の下流側の端部が装置本体５の破砕空間４０に連通接続してある。これにより、ホッパー６の内部空間、搬送部ケーシング８の内部空間、装置本体５の破砕空間４０と乾燥釜１の処理空間１０とは連通し、真空ポンプ１３を稼動させた際にこれらの内部を真空状態とすることができる。

搬送手段７は、ホッパー６の下端部より搬送部ケーシング８内に落下移動した被乾燥物３を受け、これを装置本体５内に搬送するもので、例えば図１や図２に示すような掻き上げ式コンベアーや、ベルトコンベアー等が用いられるが、特に限定されないものである。本実施形態の場合は、ホッパー６を水平方向において装置本体５から離すと共に装置本体５の上部に設けた破砕機４よりも低いレベルに配設することで、使用者が被乾燥物３を装置本体５まで持って行かなくても済むと共に、床面等の低い位置に配設してあるホッパー６に被乾燥物３を投入すればよくて持ち上げる必要がなく、使い勝手を良くしてある。このため、搬送手段７に掻き上げ式コンベアーを用いているが、ホッパー６と破砕機４のレベルが同程度の場合には通常のベルトコンベアーでもよく、また他の手段によってもよい。

また、以上のような真空乾燥装置は、図示はしないが装置本体５は制御装置を備えており、真空ポンプ１３や攪拌機２、破砕機４、搬送手段７等の全ての被制御機器の制御を行っている。

次に、上記のような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３を乾燥する場合について説明する。投入口蓋を開けて投入口６１からホッパー６に被乾燥物３を投入し、投入口蓋を閉じ、真空ポンプ１３にて真空引きすることで処理空間１０、破砕空間４０、搬送部ケーシング８の内部空間、ホッパー６の内部空間を真空にする。そして、搬送手段７を駆動させ、ホッパー６から搬送部ケーシング８に落下する被乾燥物３を装置本体５の破砕空間４０へと搬送する。ここで、被乾燥物３はホッパー６から時間をかけて連続的に落下すると共に搬送手段７によって連続的に破砕空間４０へと搬送される。破砕機４を駆動すると共に、装置本体５の乾燥釜１の加熱ジャケット１２に熱媒を供給して乾燥釜１内を加熱し、更に攪拌機２を駆動する。すると、被乾燥物３は乾燥釜１内で攪拌および加熱されて水分が蒸発し、蒸発した蒸気は真空ポンプ１３により吸引され、集塵器１４で集塵された後、熱交換器１５にて凝縮され、凝縮水はドレンタンク１６を経て排水されると共に排気が排出される。

被乾燥物３をホッパー６から破砕機４に搬送するのにかかる時間は、被乾燥物３の量にもよるが例えば投入量５００ｋｇの場合には１０時間程かけて連続的に搬送し、破砕機４では搬送された分から破砕して、同じく１０時間程かけて破砕して乾燥釜１に落下移動する。そして、乾燥釜１内では、含水率が例えば６０％程であった被乾燥物３は乾燥処理にて含水率が１５％未満にまで減少される。乾燥された乾燥物は細かな粒状となり、乾燥物排出部２４から排出される。このように乾燥することにより減量され、産業廃棄物としての引き取り量を減らすことができる、また乾燥したものは肥料化したりすることもできる。

以上のような真空乾燥装置においては、乾燥釜１、攪拌機２、破砕機４を具備した装置本体５の外部にホッパー６と搬送手段７とを設け、前記搬送手段７を覆って内部が密閉されると共に一端部がホッパー６に連通接続され且つ他端部が装置本体５の破砕空間４０に連通接続される搬送部ケーシング８を設けたことで、被乾燥物３が搬送手段７から装置本体５内に搬送されるにあたり互いに連通して真空状態となっている搬送部ケーシング８内の空間から装置本体５の破砕空間４０へと移動するため、装置本体５に投入口６１を形成すると共にこの投入口６１を開閉する開閉装置を設けたりする必要がなく、また真空ポンプ１３の負荷が増加することもなく、使用者が被乾燥物３をホッパー６に投入して投入口蓋６２を閉めるだけで真空状態を維持することが可能となる。これにより、上述したような開閉装置を設置するコストや手間がかからないと共に、被乾燥物３を装置本体５の破砕機４へ時間をかけて連続的に搬送することが可能となる。また使用者は被乾燥物３をホッパー６に投入しさえすればよいため使い勝手が良い。

次に、図３に装置本体５が異なる実施形態について説明する。図１に示す上実施形態と大部分について同様であるため同様の部分については同符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。本実施形態では、破砕機４を乾燥釜１内に設けてある。

このように乾燥釜１内に破砕機４を設けることで、破砕機４にて破砕されている間も乾燥釜１の加熱ジャケット１２からの熱によって前加熱が行われ、乾燥をするための乾燥に要する時間が短縮されて乾燥効率が向上する。

本発明の真空乾燥装置の実施の形態の一例の全体をシステムを示す概念図である。 （ａ）同上の攪拌機を示す側面図、（ｂ）は要部の斜視図、（ｃ）は（ｂ）とは異なる状態の斜視図である。 本発明の真空乾燥装置の他の実施の形態の全体をシステムを示す概念図である。

符号の説明

１ 乾燥釜
１０ 処理空間
１２ 加熱ジャケット
１３ 真空ポンプ
１４ 集塵器
１５ 熱交換器
１６ ドレンタンク
１７ 逆止弁
１８ クーリングタワー
２ 攪拌機
２４ 乾燥物排出部
３ 被乾燥物
４ 破砕機
４０ 破砕空間
４１ 破砕機ケーシング
４２ 駆動軸
４３ 破砕刃
５ 装置本体
６ ホッパー
６１ 投入口
６２ 投入口蓋
７ 搬送手段
８ 搬送部ケーシング

Claims (1)

1. 内部が被乾燥物を真空状態で加熱する処理空間となる乾燥釜と、被乾燥物を攪拌するために乾燥釜に設けた攪拌機と、乾燥釜内の処理空間の上部または乾燥釜の上部に位置する破砕機とを具備し、乾燥釜の処理空間で真空状態で被乾燥物を加熱すると共に攪拌して乾燥処理を行うバッチ式真空乾燥処理装置であって、乾燥釜と攪拌機と破砕機とを具備した装置本体外に配置されて内部が密閉されると共に開閉自在な投入口より被乾燥物が投入されるホッパーと、前記ホッパーに投入された被乾燥物を装置本体内に搬送する搬送手段と、前記搬送手段を覆って内部が密閉されその一端部がホッパーに連通接続されると共に他端部が装置本体の破砕空間に連通接続される搬送部ケーシングとを設けて成ることを特徴とする真空乾燥装置。

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