JP4969847B2 - Method for drying hydrogel granules - Google Patents
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Description
本発明は、ハイドロゲルの粒状物を乾燥する方法に関する。 The present invention relates to a method for drying hydrogel granules.
多量の水を含んだゲル状物であるハイドロゲルは、例えば以下のようにして製造される。すなわち、水溶性の高分子化合物と水とを混合して得たペースト状物に放射線を照射すると、高分子化合物が網目状に架橋してハイドロゲルが生成する。このハイドロゲルから水分を除去した乾燥物は、極めて優れた吸水性を有していて、自己体積の数百倍の水を吸収することができる。また、吸収した水の保持性が優れており、多少の圧力が加えられてもハイドロゲルから水が抜け出ることはない。
このような性質を有していることから、ハイドロゲル及びその乾燥物は吸水材,保水材等として使用されている。例えば、使い捨てオムツの吸水材、農業分野の土壌改良剤、家畜等の糞尿の処理剤の他、医療用品としても使用されている。
A hydrogel that is a gel-like material containing a large amount of water is produced, for example, as follows. That is, when a paste-like product obtained by mixing a water-soluble polymer compound and water is irradiated with radiation, the polymer compound is crosslinked in a network form to form a hydrogel. The dried product obtained by removing moisture from the hydrogel has extremely excellent water absorption and can absorb water several hundred times as large as its own volume. In addition, the retention of absorbed water is excellent, and water does not escape from the hydrogel even if some pressure is applied.
Since it has such a property, hydrogel and its dried product are used as a water-absorbing material, a water retaining material, and the like. For example, it is also used as a medical product in addition to a disposable diaper water-absorbing material, a soil conditioner in the agricultural field, and a treatment for manure from livestock.
前述のような方法でハイドロゲルを製造すると、通常はハイドロゲルの大きな塊状物が得られるので、前述のような用途で使用するために、ハイドロゲルは細かい粒状に破砕され、さらに乾燥される。
しかしながら、ハイドロゲルは優れた吸水性を有しているため、短時間で効率良く乾燥することは容易ではなかった。また、ハイドロゲルは粘着性を有しているので、乾燥中に粒状物同士が接着しやすいという問題があった。
そこで、本発明は前述のような従来技術が有する問題点を解決し、ハイドロゲルの粒状物を接着させることなく容易に乾燥する方法を提供することを課題とする。
When the hydrogel is produced by the method as described above, a large mass of the hydrogel is usually obtained. Therefore, the hydrogel is crushed into fine particles and further dried for use in the above-described applications.
However, since hydrogel has excellent water absorption, it has not been easy to dry efficiently in a short time. Moreover, since hydrogel has adhesiveness, there existed a problem that a granular material was easy to adhere | attach between drying.
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and to provide a method for easily drying a hydrogel granule without adhering it.
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項1のハイドロゲルの粒状物の乾燥方法は、網目状に架橋した高分子化合物が多量の水を含んでなるハイドロゲルの粒状物を乾燥する方法であって、前記粒状物は、前記ハイドロゲルの塊状物を予備細断し多数の細断片とした上でスクリュー押出し機に投入して押出すことにより粒状に破砕したものであり、前記粒状物の下方から気流を吹き上げさせて前記粒状物を前記気流により撹拌させつつ加熱し、この加熱は、底部に通気孔を有する容器に前記粒状物を入れ、前記容器の複数を列状に並べて連続的に移動させながら、前記容器の下方から前記気流を送りつつ加熱することを特徴とする。
また、本発明に係る請求項2のハイドロゲルの粒状物の乾燥方法は、請求項1に記載のハイドロゲルの粒状物の乾燥方法において、複数の送気口を前記容器の列に沿って前記容器の下側に設けるとともに、それら複数の送気口を前記容器の列の左右に順次交互に配して、前記送気口から前記粒状物に当たる前記気流の方向が、前記粒状物の移動に沿って左右交互に繰り返すようにしたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is, the method for drying a hydrogel granule according to claim 1 according to the present invention is a method for drying a hydrogel granule in which a polymer compound crosslinked in a network form contains a large amount of water, The granular material is obtained by pre-chopping the hydrogel lump into a large number of fine pieces and then pulverizing them into particles by putting them into a screw extruder and extruding them. The particulate matter is heated while being blown up and stirred by the airflow , and this heating is performed by placing the particulate matter in a container having a vent at the bottom and continuously moving a plurality of the containers in a row, It heats, sending the said airflow from the downward direction of the said container .
Moreover, the drying method of the hydrogel granule of
さらに、本発明に係る請求項3のハイドロゲルの粒状物の乾燥方法は、網目状に架橋した高分子化合物が多量の水を含んでなるハイドロゲルの粒状物を乾燥する方法であって、前記粒状物の下方から気流を吹き上げさせて前記粒状物を前記気流により撹拌させつつ加熱し、この加熱は、底部に通気孔を有する容器に前記粒状物を入れ、前記容器の複数を列状に並べて連続的に移動させながら、前記容器の下方から前記気流を送りつつ加熱することを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項4のハイドロゲルの粒状物の乾燥方法は、請求項3に記載のハイドロゲルの粒状物の乾燥方法において、複数の送気口を前記容器の列に沿って前記容器の下側に設けるとともに、それら複数の送気口を前記容器の列の左右に順次交互に配して、前記送気口から前記粒状物に当たる前記気流の方向が、前記粒状物の移動に沿って左右交互に繰り返すようにしたことを特徴とする。
Furthermore, the method for drying a hydrogel granule according to claim 3 of the present invention is a method for drying a hydrogel granule in which a polymer compound crosslinked in a network form contains a large amount of water, An air stream is blown up from below the granular material, and the granular material is heated while being stirred by the air flow. This heating is performed by placing the granular material in a container having a vent at the bottom and arranging a plurality of the containers in a row. While continuously moving, heating is performed while feeding the airflow from below the container.
Furthermore, the drying method of the hydrogel granule according to claim 4 of the present invention is the method of drying a hydrogel granule according to claim 3, wherein a plurality of air supply ports are arranged along the row of the containers. Provided on the lower side of the container, the plurality of air supply ports are alternately arranged on the left and right of the row of the containers, and the direction of the airflow hitting the granular material from the air supply port is the movement of the granular material. It is characterized by being repeated alternately left and right along.
本発明のハイドロゲルの粒状物の乾燥方法によれば、ハイドロゲルの粒状物を接着させることなく容易に乾燥することができる。 According to the method for drying a hydrogel granule of the present invention, the hydrogel granule can be easily dried without adhering the hydrogel granule.
本発明に係るハイドロゲルの粒状物の乾燥方法の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、ハイドロゲルの製造方法について説明する。カルボキシメチルセルロース(カルボキシル基の水素をナトリウムで置換したもの)と水(純水,イオン交換水,蒸留水が好ましい)とを攪拌機に投入し、十分に混合してペースト状とする。このペースト状物を板状の型(例えば幅300mm,長さ450mm,厚さ40mm)に流し込み、常温で放射線を照射すると、線状の高分子化合物であるカルボキシメチルセルロースが架橋反応を起こして網目状構造を形成し、水に不溶性のハイドロゲルとなる。ハイドロゲルは水を多量に含んでおり、この水は多少の圧力が加えられても抜け出ることはない。
Embodiments of the method for drying a hydrogel granule according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the manufacturing method of hydrogel is demonstrated. Carboxymethylcellulose (with the hydrogen of the carboxyl group replaced with sodium) and water (pure water, ion-exchanged water, and distilled water are preferred) are charged into a stirrer and mixed well to obtain a paste. When this paste-like material is poured into a plate-like mold (for example, width 300 mm, length 450 mm,
高分子化合物の混合割合は特に限定されるものではないが、全体の10〜60質量%が好ましく、50〜60質量%がより好ましい。高分子化合物の混合割合が多すぎると水が均一に分散しにくくなり、逆に少なすぎると架橋反応が生じにくくなったりハイドロゲル中に水を保持しきれなくなるおそれがある。
また、高分子化合物の種類は、ハイドロゲルを形成可能な水溶性の高分子化合物ならばカルボキシメチルセルロースに限定されるものではなく、カルボキシメチルデンプン,ポリアクリル酸ナトリウム,アクリルアミド,ポリビニルアルコール,ポリエチレンオキサイド,ポリビニルピロリドン等も使用可能である。ただし、カルボキシメチルセルロース及びカルボキシメチルデンプンは生分解性を有しているので、土壌中に埋設処理した場合に分解して土壌中に残留しないという長所がある。
The mixing ratio of the polymer compound is not particularly limited, but is preferably 10 to 60% by mass, and more preferably 50 to 60% by mass. If the mixing ratio of the polymer compound is too large, the water is difficult to disperse uniformly. Conversely, if the mixing ratio is too small, the crosslinking reaction is difficult to occur or water cannot be retained in the hydrogel.
The type of polymer compound is not limited to carboxymethylcellulose as long as it is a water-soluble polymer compound capable of forming a hydrogel, but is not limited to carboxymethylcellulose, sodium acrylate, acrylamide, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, Polyvinyl pyrrolidone or the like can also be used. However, since carboxymethylcellulose and carboxymethyl starch are biodegradable, they have the advantage that they do not decompose and remain in the soil when embedded in soil.
さらに、高分子化合物の分子量(架橋前の分子量)は特に限定されるものではないが、通常は数百から数万のものが使用される。
さらに、ハイドロゲルには、所望によりデンプン等の添加剤を混合しても差し支えない。添加剤を混合する場合には、高分子化合物と添加剤と水とを混合してペースト状とし、放射線を照射してハイドロゲルを生成させる。なお、カルボキシメチルセルロース又はカルボキシメチルデンプンにデンプンを併用する場合には、カルボキシメチルセルロース又はカルボキシメチルデンプン100質量部に対して、20〜400質量部のデンプンを用いることが好ましく、100質量部用いることがより好ましい。
Furthermore, the molecular weight (molecular weight before crosslinking) of the polymer compound is not particularly limited, but usually several hundred to several tens of thousands are used.
Furthermore, if desired, additives such as starch may be mixed into the hydrogel. When mixing the additive, the polymer compound, the additive, and water are mixed to form a paste, and irradiated with radiation to form a hydrogel. In addition, when using starch together with carboxymethylcellulose or carboxymethyl starch, it is preferable to use 20 to 400 parts by weight of starch, more preferably 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of carboxymethylcellulose or carboxymethyl starch. preferable.
さらに、放射線の種類は特に限定されるものではないが、ガンマ線,電子線,X線等が好ましい。ハイドロゲルを工業的に生産することを考慮すると、コバルト60を線源とするガンマ線や加速器を線源とする電子線が特に好ましい。
さらに、放射線の照射量は、架橋反応が生じてハイドロゲルが形成されるならば特に限定されるものではないが、通常は0.1〜1000kGyであり、好ましくは5〜10kGyである。照射量が少ないと、架橋反応が不足して水の保持性が不十分となるおそれがある。一方、照射量が多すぎると、架橋反応が過剰となる場合がある。
なお、架橋反応は放射線により生じさせることが好ましいが、高分子化合物の種類等によっては熱や化学薬品により生じさせることも可能である。
Furthermore, the type of radiation is not particularly limited, but gamma rays, electron beams, X-rays and the like are preferable. In consideration of industrial production of hydrogel, gamma rays using cobalt 60 as a radiation source and electron beams using an accelerator as a radiation source are particularly preferable.
Further, the irradiation amount of radiation is not particularly limited as long as a crosslinking reaction occurs to form a hydrogel, but is usually 0.1 to 1000 kGy, preferably 5 to 10 kGy. If the irradiation amount is small, the crosslinking reaction may be insufficient and water retention may be insufficient. On the other hand, when there is too much irradiation amount, a crosslinking reaction may become excess.
The cross-linking reaction is preferably caused by radiation, but it can also be caused by heat or chemicals depending on the type of polymer compound.
次に、ハイドロゲルの粒状化方法について説明する。ハイドロゲルの粒状化は、図1に示すようなスクリュー押出し機によって行う。スクリュー押出し機の種類,大きさ等は特に限定されるものではなく、例えば一軸押出し機でもよいし二軸押出し機でもよい。また、スクリューの形状も特に限定されるものではなく、ハイドロゲルやその乾燥物の用途に応じた大きさに破砕できるようなスクリューを選択するとよい。 Next, the hydrogel granulation method will be described. Granulation of the hydrogel is performed by a screw extruder as shown in FIG. The type and size of the screw extruder are not particularly limited, and for example, a single screw extruder or a twin screw extruder may be used. Moreover, the shape of the screw is not particularly limited, and a screw that can be crushed into a size corresponding to the use of the hydrogel or a dried product thereof may be selected.
ハイドロゲルを押出し機に投入する際には、ハイドロゲルが押出し機に安定的に供給されるように、前記型から取り出した板状のハイドロゲル(塊状物)を予め細断し、細断されたハイドロゲルを投入することが好ましい。押出し機の種類やハイドロゲルの性状によっては、細断せず塊状物のままでも多少は押出し機に供給される場合もあるが、ハイドロゲルが押出し機に安定的に供給されるようにするためには、通常は予備細断を行うことが好ましい。 When the hydrogel is charged into the extruder, the plate-shaped hydrogel (lumps) taken out from the mold is shredded in advance so that the hydrogel is stably supplied to the extruder. It is preferable to add hydrogel. Depending on the type of the extruder and the properties of the hydrogel, it may be supplied to the extruder to some extent even if it is not shredded, but to ensure that the hydrogel is stably supplied to the extruder. In general, it is preferable to perform preliminary shredding.
予備細断においては、スクリューに形成された螺旋状溝の幅(ホッパーが取り付けられたシリンダーの開口部に露出している部分、すなわちハイドロゲルが投入される部分に形成されている螺旋状溝の幅)よりも小さくハイドロゲルを細断することが好ましい。通常は、一辺が15〜20mm程度の直方体に細断する。そうすれば、ハイドロゲル細断片がスクリューの螺旋状溝内に入り込むため、ハイドロゲル細断片がスクリューによって安定的に押出し機内に送り込まれる。 In preliminary shredding, the width of the spiral groove formed in the screw (the portion of the spiral groove formed in the portion exposed to the opening of the cylinder to which the hopper is attached, that is, the portion into which the hydrogel is introduced). It is preferable to chop the hydrogel smaller than (width). Usually, it shreds into a rectangular parallelepiped having a side of about 15 to 20 mm. Then, since the hydrogel fine piece enters the spiral groove of the screw, the hydrogel fine piece is stably fed into the extruder by the screw.
ハイドロゲルの細断方法は特に限定されるものではないが、ハイドロゲルは高靱性,高弾性,高粘着性を有するため、効率良く細断するためにはハイドロゲルに強い剪断力が作用するような方法が好ましい。例えば、刃を上下に動かすギロチン式や回転刃式やハサミ式が好ましい。前後に刃を動かすカッター式は、ハイドロゲルが粘着性を有するため細断しにくい。 The hydrogel shredding method is not particularly limited, but since hydrogel has high toughness, high elasticity, and high adhesiveness, a strong shearing force seems to act on the hydrogel for efficient shredding. Is preferred. For example, a guillotine type, a rotary blade type, or a scissor type that moves the blade up and down is preferable. The cutter type that moves the blade back and forth is difficult to shred because the hydrogel is sticky.
なお、ハイドロゲル細断片の形状や大きさは、必ずしも揃っている必要はない。また、ハイドロゲル細断片が小さいほどスクリューへの噛み込みがよく、押出し時間を短縮できるが、通常の切断方法でハイドロゲルを細かく切断することは容易ではないので、両者のバランスを考慮してハイドロゲル細断片の大きさを決定するとよい。
このようにして細断した多数のハイドロゲル細断片40を押出し機31のホッパー32に投入し、押出しを行う。その際には、加熱や冷却をしなくても差し支えない。ハイドロゲル細断片40はホッパー32から押出し機31内へ順次投入され、スクリュー33によりシリンダー34内を送られて、スクリュー33とシリンダー34の内壁との間で剪断力と圧縮力を受けて破砕され、さらに細かくされる。
It should be noted that the shape and size of the hydrogel fine pieces are not necessarily uniform. In addition, the smaller the hydrogel finer piece, the better the biting into the screw and the shorter the extrusion time, but it is not easy to cut the hydrogel finely by the usual cutting method. The size of the gel subsection may be determined.
A large number of the hydrogel
詳述すると、ハイドロゲル細断片40はスクリュー33の先端に近づくにしたがって過密になっていくので、スクリュー33とハイドロゲル細断片40との間、シリンダー34とハイドロゲル細断片40との間、及びハイドロゲル細断片40同士の間に生じた圧力と摩擦力により、ハイドロゲル細断片40は強い剪断力と圧縮力とを受け、次第に細かく破砕されつつダイス35の手前の室36に送られる。前記の破砕と同時に、表面に多数の微細な割れが生じる。
More specifically, the
ダイス35の手前の室36に送られたハイドロゲル細断片40は、後続のハイドロゲル細断片40によりさらに圧縮され揉まれて前記の割れの発生と破砕が進行し、この状態でダイス孔35aから出される。ハイドロゲル細断片40は、スクリュー33を通過してダイス35の手前の室36まで送られた段階でほぼ十分に破砕されているが、圧縮された状態でもダイス孔35aの直径よりも大きいハイドロゲル細断片40は、ダイス孔35aを通過する際にさらに破砕され細かくなる。そして、ダイス孔35aから出ると、殆どのものはひも状の連続した形状とはならずに、適当な長さで自然に切れて粒状(ハイドロゲル粒状物41)となり、一部は20mm程度の長さのものもあるが、表面に多数の割れがあるためボロボロと切れて細かくなる。
The hydrogel
押出し機31内ではハイドロゲルに高い圧力が作用しているが、ダイス孔35aから出ると圧力が開放されるためハイドロゲルが膨張し、前記の割れが原因で表面がささくれ立ったような形状となる。このように、押出し機31で破砕されたハイドロゲル粒状物41は、大きさもまちまちな不定形である。また、表面がささくれ立ったような形状であるため、表面積が大きい。よって、この後の乾燥工程において乾燥しやすい。また、ハイドロゲルの乾燥物に吸水させる際においても、表面積が大きいことから吸水しやすくなり有利となる。
A high pressure is acting on the hydrogel in the
なお、ダイス孔35aの直径は特に限定されるものではなく、目的とするハイドロゲル粒状物41の大きさにより適宜設定するとよい。通常は、1.8〜3mm程度である。また、スクリュー33の回転速度を上げると破砕処理速度も向上するが、ダイス孔35aにおける押出し状態はほとんど変わりがない。
さらに、ハイドロゲルの粒状化には押出し機が最適であるが、ハイドロゲルに強い剪断力と圧縮力を加えて必要な大きさに破砕できるならば、他の装置を用いることも可能である。例えば、ヘンシェルミキサーやボールミルがあげられる。
The diameter of the
Furthermore, an extruder is optimal for granulating the hydrogel, but other devices can be used as long as they can be crushed to the required size by applying a strong shearing force and compressive force to the hydrogel. Examples include a Henschel mixer and a ball mill.
次に、ハイドロゲルの粒状物を熱風乾燥装置2を用いて乾燥する方法を図2〜5を参照しながら説明する。
図2は、熱風乾燥装置2を平面断面図で示した図であり、図3は、熱風乾燥装置2を側面視で示した図である。この熱風乾燥装置2は外観が直方体形状の装置であり、この装置の長手方向の一端側から他端側にかけてコンベヤ4が通過し、このコンベヤ4に載ってハイドロゲル粒状物が装置内部を所定の速度で移動するようになっている。
Next, a method of drying the hydrogel granules using the hot
FIG. 2 is a diagram showing the hot
熱風乾燥装置2は、長手方向に複数に分割した乾燥室D1、D2、D3、D4、D5…で構成されている。左側から1番目の第1の乾燥室D1は、図4に示すように、室内の空気を設定温度まで加熱するヒータ6と、生成した加熱空気をコンベヤ4が配置されている室内の下方に熱風として送り出す送風ファン8と、送風ファン8から出た熱風をコンベヤ4の幅方向下方に導く導風部20と、コンベヤ4の下方を流れる熱風がコンベヤ4に向けて吹き上がるように整流する整流部12と、を備えている。なお、符号8aはファンモータ、符号4aは戻り方向のコンベヤであり、二点鎖線で示す符号14は、乾燥室D1を形成している箱体の周囲を覆って乾燥室D1内の温度を保持している断熱パネルである。
The hot
導風部20は、送風ファン8から熱風を取り入れる取入れ口20aと、コンベヤ4の下方で開口している送り出し口20b(本発明の構成要件である送気口に相当する)と、を備えた箱体であり、この箱体の内部には、送風ファン8から出た乱流状態の熱風を層流状態の流れに変更して送り出し口20bに流す層流板20cが配設されている。
整流部12は、コンベヤ4の移動方向と直交する方向に複数のスリットを互いに平行に形成した風速制御板と、この風速制御板の下面に固定した複数の受風板18a…18fと、を備えた部材である。複数の受風板18a…18fはアングル材により構成されており、導風部20に最も近い受風板18aの高さを低く、導風部20から最も遠い受風板18fの高さを高く、それらの間の他の受風板18b…18eの高さは導風部20に向かうに従い徐々に低くしている。
The
The rectifying
ここで、導風部20から流れてきた熱風は、各々の受風板18a…18fに当たった後に上昇して流れていくが、各々の受風板18a…18fの立ち上がり部の受風面積は、ハイドロゲル粒状物の乾燥に最適な量の熱風がその上にあるコンベヤ4の部分に向けて均一に流れるような面積に設定されている。また、風速制御板に形成した複数のスリットの形状も、これらスリットを通過して上方に流れる熱風が、ハイドロゲル粒状物の乾燥に最適な風速となるように設定されている。例えば幅6mmの線状のスリットが20mm間隔で設けられた、開孔率が29.2%であるスリット板を用いると、用いなかった場合の約1/3の風量でハイドロゲル粒状物を乾燥することができるので、低コストで乾燥を行うことができる。
Here, the hot air flowing from the
そして、この第1の乾燥室D1と同様の構造を、図2及び図3に示す各乾燥室D1〜D5が備えている。ただし、各乾燥室D1〜D5はコンベヤ4の長手方向において交互に左右対称をなす。乾燥室D3,D5は図4と同一であるが、乾燥室D2,D4は乾燥室D1とは左右が対称になっている。つまり、送り出し口20bがコンベヤ4(すなわち、本発明の構成要件である容器の列)の左右に順次交互に配されることとなる。これにより、移動するハイドロゲルの粒状物に対して送り出し口20bからの熱風を左右から送ることができ、しかもハイドロゲルの粒状物の移動に沿って順次左右交互に熱風を送ることができる。
And each drying chamber D1-D5 shown in FIG.2 and FIG.3 is equipped with the structure similar to this 1st drying chamber D1. However, the drying chambers D <b> 1 to D <b> 5 are alternately symmetrical in the longitudinal direction of the conveyor 4. The drying chambers D3 and D5 are the same as in FIG. 4, but the drying chambers D2 and D4 are symmetrical with respect to the drying chamber D1. That is, the
ここで、コンベヤ4は、図5に示すように、ハイドロゲル粒状物を内部に収容しているバスケット4b(例えば縦270mm,横325mm,高さ100mm)と、バスケット4bの上部開口部を覆っている蓋4cと、複数のバスケット4bの長手方向の両端部を連結して熱風乾燥装置2の長手方向の一端側から他端側にかけて移動させる搬送チェーン4dと、を備えた構造としている。上記のような寸法のバスケット4bの場合は、ハイドロゲル粒状物の量は1〜1.5kg程度することが好ましい。そして、バスケット4b、蓋4cには、多数の熱風通過孔4e、4fが設けられている。熱風通過孔4e、4fを形成するためにバスケット4bの底と蓋4cはスレンレス鋼製の網により構成している。これらにはいずれもテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂をコーティングしておけば、ハイドロゲル粒状物が付着することが抑制される。
Here, as shown in FIG. 5, the conveyor 4 covers the
次に、上記構成の熱風乾燥装置2を使用した乾燥方法について、以下に説明する。コンベヤ4に載って搬送されてきた粒状物が第1の乾燥室D1内に入ると、第1の乾燥室D1のヒータ6で生成された加熱空気が、送風ファン8を介して熱風として室内の下方に送り出される。そして、導風部20に送り込まれた熱風はその内部で第1次の層流状態に整流された後、コンベヤ4の下方に送り出される。コンベヤ4の下方に送り出された熱風は、整流部12の複数の受風板18a…18fに当たり、風量が制御されながら均一な空気密度で風速制御板の下面全域に流れていく。そして、熱風は、風速制御板の複数のスリットを通過することで風速が制御され、第2次の層流状態に整流されながらコンベヤ4内の粒状物に下方から吹きかかる。このように、送風ファン8から送りだされた熱風が乱流状態であっても、導風部20を通過することで第1次の層流状態に整流され、整流部12を通過することで最適な風量及び風速に制御され且つ第2次の層流状態に整流され、この整流された熱風がコンベヤ4に収納されている粒状物に下方から均一に吹きかかって乾燥を行う。
Next, a drying method using the hot
ここでは、熱風がコンベヤ4の底から吹き上がってくるから、内部のハイドロゲル粒状物を舞い上がらせ、空中で踊るように運動させて、攪拌しつつ乾燥させる。蓋4cによって粒状物が他に漏れだすことは防止される。かくして、ハイドロゲル粒状物は乾燥中にコンベヤ内で常に攪拌されているので、粒状物間の接着が発生しにくい。
熱風は図4の矢印のように循環させられるが、そのうち一部は図示しない経路で外部に排出され且つ新たな空気が導入される。そして、この実施形態のように、送り出し口20bがコンベヤ4の左右に順次交互に配されており、風の流れがコンベヤの進行方向に沿って左右交互とされているので、ハイドロゲル粒状物の乾燥ムラ等の不都合を防止することができる。
Here, since hot air blows up from the bottom of the conveyor 4, the internal hydrogel particles are caused to rise, move like dancing in the air, and are dried with stirring. The
The hot air is circulated as shown by the arrows in FIG. 4, and some of the hot air is discharged to the outside through a path (not shown) and new air is introduced. And like this embodiment, since the
つまり、例えば右側の送り出し口20bからの熱風がハイドロゲル粒状物を吹き上げる際には、その気流の方向はどうしても左斜め上方に傾斜した方向となりやすい。よって、送り出し口20bをコンベヤ4の右側又は左側のみに配すると、ハイドロゲル粒状物が気流によりバスケット4bの右側又は左側に偏ってしまい、十分な乾燥ができなくなるおそれがある。また、バスケット4bの右端部と左端部とで風速が異なる場合もあるので、送り出し口20bをコンベヤ4の右側又は左側のみに配すると、バスケット4b内の全てのハイドロゲル粒状物に対して均一に熱風を送ることができず、乾燥ムラが生じるおそれがある。しかしながら、送り出し口20bをコンベヤ4の左右に順次交互に配すれば、上記のような不都合が生じにくくなる。
That is, for example, when hot air from the
熱風の温度は、ハイドロゲル粒状物の種類や量によっても異なるが、70℃以上130℃以下が好ましい。また粒状物に吹き付けられる時点での熱風の風速についても粒状物の種類や量によって異なるが、12m/s以上、20m/s以下が好ましい。ここでは熱風は70℃とし、粒状物に吹き付ける時点の風速は乾燥室D1では20m/sとし、乾燥室D2では17m/s、乾燥室D3では15m/s、乾燥室D4以下では12.5m/sとした。これは最初の乾燥室D1では含水率が高く、徐々に含水率が下がるため、風速を下げても粒状物を吹き上げて空中で運動させることができるからである。かくして乾燥された粒状物は含水率が10質量%以下になり、大きさは3〜6mm程度に収縮する。乾燥に要する時間は条件によって相違するものの、5〜30minである。 The temperature of the hot air varies depending on the type and amount of the hydrogel particles, but is preferably 70 ° C or higher and 130 ° C or lower. Moreover, although the wind speed of the hot air at the time of spraying on a granular material also changes with kinds and quantity of granular material, 12 m / s or more and 20 m / s or less are preferable. Here, the hot air is set to 70 ° C., and the wind speed at the time of blowing to the granular material is 20 m / s in the drying chamber D1, 17 m / s in the drying chamber D2, 15 m / s in the drying chamber D3, and 12.5 m / s in the drying chamber D4 and below. s. This is because the moisture content in the first drying chamber D1 is high and the moisture content gradually decreases, so even if the wind speed is lowered, the particulate matter can be blown up and moved in the air. The granular material thus dried has a water content of 10% by mass or less and shrinks to a size of about 3 to 6 mm. Although the time required for drying varies depending on the conditions, it is 5 to 30 minutes.
2 熱風乾燥装置
4 コンベヤ
4b バスケット
20b 送り出し口
31 押出し機
33 スクリュー
40 ハイドロゲル細断片
41 ハイドロゲル粒状物
2 Hot Air Dryer 4
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