JP5483402B2

JP5483402B2 - 乾燥機および乾燥制御方法

Info

Publication number: JP5483402B2
Application number: JP2009101610A
Authority: JP
Inventors: 征忠高崎; 和夫土山; 幸宏藤井
Original assignee: SANSHU SANGYO CO., LTD.
Current assignee: SANSHU SANGYO CO., LTD.
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2029-04-20
Also published as: JP2010249469A

Description

本発明は、農産物や海産物等の食品、加工品等の乾燥に用いる乾燥機と乾燥制御方法に関する。

椎茸等の農産物や小魚等の海産物を乾燥させるための、一般的な食品乾燥機は、乾燥室内に多段の棚が複数列設けられ、乾燥対象の農産物や海産物を適宜並べた乾燥用トレイ（一般に「エビラ」と称される）を乾燥室まで移動して各列の棚に吊り込むようにしている。そして、乾燥作業にあたっては、外部の新鮮な外気を熱風発生装置内に導入して、生成した乾燥熱風を、乾燥室下部に送り込み、乾燥室内部を下段のトレイから上段のトレイへと吹き上げて、乾燥室内に並べた材料を乾燥させるようにしている。また、葉たばこの乾燥においては、多数枚の葉たばこを吊り下げた吊具を乾燥室内に上下２段に吊り込み、同じく、熱風発生装置内で生成した乾燥熱風を乾燥室に送り込み、乾燥室内の葉たばこを乾燥させるようにしている。

例えば、公知文献として、複数列の乾燥室を備える椎茸乾燥機（特許文献１参照）や多数の吊り込みラックを備える葉たばこ乾燥機（特許文献２参照）が知られている。

実開昭６３−０３２２９１号公報実開平６−５０４９９号公報

上記の公知文献に示されるように、熱風発生装置内で生成した熱風は、乾燥室下部にいったん送り込み、乾燥室下部から整流板を通して乾燥室内部を吹き上げるようにしている。乾燥室下部は、熱風発生装置内で生成した熱風をむらなく混合し、そして整流板により均一な流れとして乾燥室内を吹き上げて乾燥を平均的に仕上げる重要な予圧室としての機能を発揮する。しかしながら、乾燥室下部に供給された熱風は、乾燥室下部の入口からその多くは乾燥室下部の奥に送り込まれて、そこから奥の壁に衝突する等して上昇する結果、乾燥室下部の入口側で乾燥室内に負圧空間が形成されることと相まって、図６に示すように、乾燥室内を吹き上げ吐出される熱風の吐出量分布に相当のばらつきが生じ（乾燥室下部の入口側に行くほど吐出量が少なく、乾燥室下部の奥側に行くほど吐出量が多くなる）、これが乾燥品質にばらつきを生じさせる要因となっていた。

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、乾燥室下部から乾燥室内に吹き上げ吐出される熱風の吐出量分布のばらつきを平準化し、これにより乾燥品質を安定させることのできる乾燥機を提供することを目的とする。

また、乾燥室下部から乾燥室内に吹き上げ吐出される熱風の室内バランスを安定させ、乾燥品質を安定させることのできる乾燥制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る乾燥機は、熱風発生装置と乾燥室が併設され、乾燥室は２つの区切板により３つの部屋に区切られ、熱風発生装置内でケーシングの上部の吸気口から送風機により下向きに取り入れた空気を下部の火炉および熱交換器により加熱して生成した熱風を底面付近の入口から通風空間が奥面まで続く乾燥室下部に供給して、乾燥室下部から乾燥室の各部屋に吹き上げ吐出させ、乾燥室の各部屋の材料を乾燥させる一方、各部屋を吹き上げられた熱風はケーシングの上部天井であって中央の部屋の直上に開設された排気口に接続された排気ダクトから排気される構造の乾燥機において、
乾燥室下部の途中に、前記各区切板の位置に合わせて上側に熱風の通風口を残して底面から通風空間の高さの４０％以上、６４％以下の高さで立ち上がる調整板を設けて、乾燥室下部に供給された熱風の一部の流れを前記各調整板により乾燥室内への吹き上げ方向に変えるとともに、乾燥室下部に供給された熱風の一部の流れを前記通風口を通して前記調整板の後方へ導くようにし、これにより乾燥室下部に供給された熱風を各調整板の前後で配分調整するようにしたことを特徴とする。

乾燥室下部の途中、例えば入口と入口から最も遠い奥面に至るまでの中間位置に、通風口を上側に残して、乾燥室下部の底面から立ち上がる調整板を配置し、調整板の手前では、乾燥室下部に供給した熱風の一部の流れを乾燥室内への吹き上げ方向へ変えて調整板の手前から乾燥室内に吹き上げる一方、乾燥室下部に供給した熱風の一部の流れを前記通風口を通して奥まで供給し、調整板の後方から乾燥室内に吹き上げるようにしたから、乾燥下部に供給された熱風が調整板により前後に配分調整され、調整板が配置された前方（入口側）の範囲で乾燥室下部から吹き上げ吐出される熱風の吐出量と、調整板が配置された後方（入口と反対側）の範囲で乾燥室下部から吹き上げ吐出される熱風の吐出量とが平準化されるべく改善される。

ここで、調整板の位置は、乾燥室が複数列の場合は乾燥室内を複数に等分する位置、例えば乾燥室が２列の場合は乾燥室を２等分する位置、乾燥室が３列の場合は乾燥室を３等分する位置にそれぞれ配置すればよい。あるいは、調整板の前後で乾燥室内に吹出し吐出される熱風の吐出量を測定し、測定値に従い、前後で吐出量が略均等となる位置に配置することでもよい。

本発明に係る乾燥機は、調整板に多数の通風孔が設けられていることを第２の特徴とする。

調整板の直上の通風口を通り調整板の後方に供給される熱風の一部が調整板の背後に回りこみ乱流を形成する場合があるところ、調整板の前面に受け止められた熱風の一部が、調整板に設けた各通風孔を通過し、前述の乱流を打ち消すように作用する。調整板背後の乱流が打ち消されることによって、調整板により後方に配分調整された熱風の流れが均一になり、均一な流れの熱風を乾燥室内に吹上げ吐出することができる。

本発明に係る乾燥機は、調整板の縦断面における通風孔全体の割合が２０〜４０％であることを第３の特徴とする。

調整板の縦断面における通風孔全体の割合を２０％以上とすることで、調整板の背後に形成される乱流を効果的に打ち消し、４０％以下とすることで、乾燥室下部に供給された熱風の、調整板による前後の配分調整が容易となる。

調整板の、乾燥室下部の底面からの高さを１０ｃｍ以上とすることにより、乾燥室下部に供給される熱風のうち、特に乾燥室下部の底面付近を流れる熱風を効率よく受け止めて、その流れを乾燥室内への吹上げ方向へ変えることができ、調整板による熱風の前後の配分調整が容易になる。

調整板を、乾燥室を複数列に区切る１又は複数の区切板の位置に合わせてそれぞれ配置することにより、乾燥室下部に供給される熱風の一部を、通風口を介して乾燥室下部全体に行き渡らせる一方、乾燥室下部に供給される熱風の一部を、調整板によって乾燥室の最後列を除く残りの各列に吹上げ吐出させ、これにより乾燥室下部に供給された熱風を、各列毎に均等に配分すべく調整し、配分調整された熱風を各列に吹上げ吐出させることができる。

本発明に係る乾燥制御方法は、熱風発生装置と乾燥室が併設された乾燥機を用い、乾燥室下部の入口と入口から最も遠い位置の途中に、上側に通風口を残して底面から立ち上がる調整板を配置し、熱風発生装置内で生成した熱風を乾燥室下部に供給し、調整板の前後で配分調整された熱風を乾燥室内に吹き上げ吐出させ、乾燥室内の材料を乾燥させることを第１の特徴とする。

以上説明したように、本発明に係る乾燥機によると、乾燥室下部に配置した調整板により、乾燥室下部に供給された熱風を調整板の前後で配分調整し、これによって、乾燥室下部から乾燥室内へ吹上げ吐出される熱風の吐出量分布が乾燥室内全体で平準化されるべく改善され、これにより乾燥品質を安定させることができるという優れた効果を奏する。

また、本発明に係る乾燥制御方法によると、乾燥室下部に配置した調整板の作用によって、乾燥室下部の予圧室としての機能が改善され、乾燥室下部から乾燥室内に吹上げ吐出される熱風の乾燥室内バランスが安定し、これによって乾燥品質を安定させることができるという優れた効果を奏する。

本発明の第１実施形態を示すもので、本発明の乾燥機を示す正面図、図１に示す乾燥機の断面図、調整板の作用を示す説明図、調整板の設置状況を示す要部斜視図、本発明の乾燥機による乾燥室内への熱風の吐出量の分布を示す図、従来の乾燥機による乾燥室内への熱風の吐出量の分布を示す図である。

本発明を実施するための第１の実施形態を図１ないし図５を参照して説明する。図１において、符号１は食品乾燥機である。

まず、食品乾燥機１の構造を説明すると、図１および図２に示すように、食品乾燥機（以下、「乾燥機」という）１には、熱風発生装置２および乾燥室３が併設されている。

熱風発生装置２は、ケーシング４の下部ユニットにバーナー５を備える火炉６と、火炉６に連絡する熱交換器７が配置され、上部ユニットに送風機８が配置されている。外部には制御装置９と、熱交換器７に連通する煙突１０が配置されている。かかる熱風発生装置２は、送風機８によって上部ユニットの吸気口１１から内部に取り入れた作業室内の新鮮な外気を、バーナー５の火炎によって加熱された火炉６とこれに続く熱交換器７によって加熱し、乾燥した熱風を、前記送風機８によって、下部ユニットの熱風吹出口１２から側方の乾燥室３の下部に送り込むようになっている。吸気口１１には空気の吸気量を調整する吸気ダンパ１３が取り付けられている。吸気ダンパ１３は、制御装置９からの乾燥プログラムに従う制御信号によって開度が制御される。

乾燥室３は、箱型のケーシング１４の内部に３列×多数段（図示例の場合、１５段）の棚１５を備え、３列×多数段の棚１５に多数枚の乾燥用トレイ１６を収容できるようになっている。各列は２つの区画板１７によって３つの部屋に区切られている。各列の部屋を、熱風発生装置２に最も近い側から順に、第１乾燥室３Ａ、第２乾燥室３Ｂ、第３乾燥室３Ｃと呼ぶ。乾燥室３の入口１８には密閉扉１９が設けられている。ケーシング１４の下部には、底面２０ａから所定の高さＨ_０（図４参照。図示例の場合、２５ｃｍ）の通風空間（予圧室）２０を残して、多数の孔２１ａを形成する整流板２１が設けられている。通風空間２０は、熱風発生装置２内で生成された熱風をむらなく混合する予圧室（以下、通風空間２０を予圧室２０と称する）としての機能を発揮し、また、整流板２１は予圧室２０内でむらなく混合された熱風を整流し、乾燥室３上部に均一な流れとして吐出させる役目をする。そして、これらの予圧室２０および整流板２１は、乾燥室３内に並べた材料の乾燥の進行や程度のばらつきを抑え、平均的に仕上げるための重要な役割を果たしている。

予圧室２０には、乾燥室３を３室に区画する２つの区画板１７、１７のそれぞれの直下に位置して、底面２０ａから所定の高さＨ_１（図４参照。図示例の場合、１６ｃｍ）だけ立ち上がる第１調整板２２および第２調整板２３が設けられている。各調整板２２、２３は、熱風発生装置２から予圧室２０内に供給された熱風を配分調整する役割をするもので、図３に示すように、予圧室２０内に供給された熱風の一部（特に底面２０ａ付近）の流れを途中で受け止めてそれぞれの流れを第１乾燥室３Ａ、第２乾燥室３Ｂ内への吹上げ方向へ変えるようになっている。

第１調整板２２の上面と直上の区画板１７の間には第１通風口２４、第２調整板２３の上面と直上の区画板１７との間には第２通風口２５がそれぞれ設けられている。各通風口２４、２５は、予圧室２０の入口２０ｂから第１予圧室２０Ａに供給された熱風を、隣の第２予圧室２０Ｂ、さらにその隣りの第３予圧室２０Ｃにそれぞれまんべんなく行き渡らせるために、所定の高さＨ₂（図４参照。図示例の場合、９ｃｍ）が確保されている。ここで、予圧室２０の入口２０ｂから最初の第１調整板２２までの下部空間を第１予圧室２０Ａ、第１調整板２２から２番目の第２調整板２３までの下部空間を第２予圧室２０Ｂ、第２調整板２３から奥面２０ｃまでの下部空間を第３予圧室２０Ｃと呼ぶ。

予圧室２０の入口２０ｂから第１予圧室２０Ａ内に供給された熱風は、最初の第１調整板２２によって配分調整された後、最初の第１通風口２４（および第１調整板２２の通風孔２６）を通過して、第２乾燥室３Ｂに供給されるようになっている。また、第２乾燥室３Ｂに供給された熱風は、２番目の第２調整板２３によって再び配分調整された後、第２通風口２５（および第２調整板２３の通風孔２６）を通過して、第３乾燥室３Ｂに供給されるようになっている。

そして、第１予圧室２０Ａ内に供給された熱風の一部が最初の第１調整板２２によって第１乾燥室３Ａ内に吹き上げられ、最初の配分調整によって第２予圧室２０Ｂに供給された熱風の一部が２番目の第２調整板２３によって第２乾燥室３Ｂ内に吹き上げられ、２度目の配分調整によって第３予圧室２０Ｃ内に供給された熱風の一部が第３予圧室２０Ｃの奥面２０ｃにぶつかって第３乾燥室３Ｃ内に吹き上げられる。第１通風口２４を備える第１調整板２２と第２通風口２５を備える第２調整板２３の配分調整機能によって、第１予圧室２０Ａから第１乾燥室３Ａへ吹き上げ吐出される熱風の吐出量、第２予圧室２０Ｂから第２乾燥室３Ｂへ吹き上げ吐出される熱風の吐出量、第３予圧室２０Ｃから第３乾燥室３Ｃへ吹き上げ吐出される熱風の吐出量とが互いに平準化されるべく改善される。

各調整板２２、２３には、図３および図４に示すように、多数個の通風孔２６（図示例の場合、孔径３．０ｍｍ）が板厚方向に貫通して設けられている（図示例の場合、縦断面積に対する通風孔全体の割合約３３％である）。各通風孔２６は、各調整板２２、２３の前面に当接した熱風の一部を通過させることにより、各調整板２２、２３の直上の通風口２４、２５から調整板２２、２３の背後に回りこんで形成される乱流を打ち消す役目をする。これにより、各調整板２２、２３により後方に順次配分調整された熱風の流れを均一にして、均一な流れの熱風を第２乾燥室３Ｂ内、第３乾燥室３Ｃ内にそれぞれ吹き上げることができる。

ケーシング１４の上部天井には排気ダクト２７を備える排気口２８が開設されている。排気ダクト２８内には風圧式の排気ダンパ２９が設けられている。排気ダンパ２９は吸気ダンパ１３の動きに連動して開閉される。排気ダクト２８には、長さ調整可能な延長ダクト３０がスライド可能に設けられている。

排気ダンパ２９は、図２に示すように、排気ダクト２８内において上側の軸２９ａ回りに回動可能に支持されており、吸気ダンパ１３の開度に連動して風圧力により回動される。吸気ダンパ１３が全開のときは、排気ダンパ２９も全開し、乾燥に使用された空気が排気ダクト２８を介して全て室外へ排気され、吸気ダンパ１３が全閉のときは、排気ダンパ２９も全閉し、乾燥に使用された空気が乾燥室３と熱風発生装置２の間で全部循環される。排気ダクト２８の全閉時には、下側のストッパー２９ｂにより排気ダンパ２９の閉状態が保持される。

延長ダクト３０は、乾燥機１が設置された作業室の壁Ｗを貫通し、室外に延びている。これにより、乾燥に用いられた空気は、排気ダクト２８から延長ダクト３０を介して室外へ誘導されて排気される。また、熱風発生装置２側の側壁上部には、乾燥室３内を吹き上げられた熱風を熱風発生装置２内に戻すための熱風循環口３１が開設されている。

熱風発生装置２の熱風吹出口１２の近くには、乾燥室３内の乾燥温度を測定する乾燥温度センサ３２が設置されている。また、乾燥用トレイ１６の上側には、乾燥室３内の相対湿度を検出する相対湿度センサ３３が設置されている。

次に、上記の乾燥機１を用いて、乾燥材料として生椎茸を例に、乾燥手順を説明する。

「運転」釦の押し操作により、図１のバーナー５が着火し、送風機８が駆動されると、図２に示すように、全開の吸気口１１から外気が熱風発生装置２内に導入され、火炉６および熱交換器７により生成された乾燥熱風が、熱風吹出口１２から乾燥室３下部の予圧室２０内に供給される。送風機８により熱風発生装置２内を下降する熱風は、熱風発生装置２の底面に当接して、向きを変え、予圧室２０の入口２０ｂから第１予圧室２０Ａに入り、第１調整板２２、第２調整板２３により分配調整され、第２予圧室２０Ｂ、第３予圧室２０Ｃへと向かう。

このとき、熱風発生装置２内を下降する熱風の多くは、予圧室２０内の上寄りではなく、底面２０ａ付近の下寄りを奥面２０ｃへ向けて進む。そして、底面２０ａから立ち上がる最初の第１調整板２２で効率よく受け止められ、全体の約１／３の量の熱風が、第１予圧室２０Ａから最初の第１乾燥室３Ａ内へ吹き上げられる。そして、残りの約２／３の量の熱風は、最初の第１調整板２２の直上の通風口２４（および第１調整板２２の通風孔２６）を通過し、次の第２調整板２３で効率よく受け止められ、その約１／２、すなわち全体の約１／３の量の熱風が、第２予圧室２０Ｂから第２番目の第２乾燥室３Ｂ内へ吹き上げられる。最後に、残りの量、すなわち全体の約１／３の量の熱風が、第３予圧室２０Ｃから第３番目、すなわち最後の第３乾燥部３Ｃ内へ吹き上げられる。

かくして、熱風発生装置２から予圧室２０内に供給された熱風は、各調整板２２、２３によって、第１予圧室２０Ａ、第２予圧室２０Ｂ、第３予圧室２０Ｃから、それぞれ第１乾燥室３Ａ、第２乾燥室３Ｂ、第３乾燥室３Ｃ内へ、全体の約１／３の量ずつ、略均等に配分調整されて、各整流板２１によって均一な流れに整流され、そして、均等に吹き上げられる。その結果、各乾燥室３Ａ〜３Ｃ間の乾燥速度や乾燥具合のばらつきがなくなり、各乾燥室３Ａ〜３Ｃ間で均一な乾燥品質を得ることができる。また、各調整板２２、２３に当接した熱風の一部がそのまま通風孔２６を通過することによって、各調整板２２、２３の直上の通風口２４、２５を通過する熱風が各調整板２２、２３の背後に巻き込まれてできる乱流を打ち消し、これにより各調整板２２、２３の後方へ向かう熱風の流れを均一なものとして、その後に吹き上げられる熱風をより均一な流れとするべく寄与する。

このようにして、乾燥プログラムに基づき、乾燥初期から乾燥後期に向かうに従い、乾燥室３内の乾燥温度を段階的に引き上げると共に、乾燥室３下部の予圧室２０内に供給する熱風の風量を段階的に引き下げて、乾燥運転を一昼夜に亘り行う。

本実施形態によると、２つの調整板２２、２３により、各予圧室２０Ａ〜２０Ｃから各乾燥室３Ａ〜３Ｂに吹き上げる熱風を略１／３ずつの量に均等に配分して、乾燥室３内に吹き上げる熱風の吐出量を平準化することができる。また、各調整板２２、２３に設けた通風孔２６により、各通風口２４，２５を通り調整板２２、２３の背後で生じる乱流を防止して、各予圧室２０Ａ〜２０Ｃから各乾燥室３Ａ〜３Ｂに吹き上げる熱風の均一な流れを作り出すことができる。これによって、各乾燥室３Ａ〜３Ｃ内でのあるいは各乾燥室３Ａ〜３Ｃ間の乾燥のばらつきを防ぎ、乾燥品質を向上させることができるようになる。

本発明の乾燥機において、乾燥室下部の予圧室から乾燥室内に吹き上げ吐出される熱風の吐出量を、予圧室の入口側から奥側に至る１２点で測定したところ、各点での吐出量が全体的に平準化されていることが確認された。図５のグラフにその計測結果を示す。

本発明に係る乾燥機は、農産物や海産物等の食品、葉たばこ、加工品の乾燥のほか、ドライフラワー等の工芸品向けの乾燥に利用可能である。

１乾燥機
２熱風発生装置
３乾燥室
３Ａ第１乾燥室
３Ｂ第２乾燥室
３Ｃ第３乾燥室
４，１４ケーシング
４ａ底面
５バーナー
６火炉
７熱交換器
８送風機
９制御装置
１０煙突
１１吸気口
１２熱風吹出口
１３吸気ダンパ
１５棚
１６乾燥用トレイ
１７区画板
１８入口
１９密閉扉
２０予圧室（乾燥室下部）
２０Ａ第１予圧室
２０Ｂ第２予圧室
２０Ｃ第３予圧室
２０ａ予圧室の底面
２０ｂ予圧室の入口
２０ｃ予圧室の奥面
２１整流板
２１ａ孔
２２第１調整板（調整板）
２３第２調整板（調整板）
２４第１通風口（通風口）
２５第２通風口（通風口）
２６通風孔
２７排気ダクト
２８排気口
２９排気ダンパ
２９ａ軸
２９ｂストッパー
３０延長ダクト
３１熱風循環口
３２乾燥温度センサ
３３相対湿度センサ
Ｗ壁

Claims

熱風発生装置と乾燥室が併設され、乾燥室は２つの区切板により３つの部屋に区切られ、熱風発生装置内でケーシングの上部の吸気口から送風機により下向きに取り入れた空気を下部の火炉および熱交換器により加熱して生成した熱風を底面付近の入口から通風空間が奥面まで続く乾燥室下部に供給して、乾燥室下部から乾燥室の各部屋に吹き上げ吐出させ、乾燥室の各部屋の材料を乾燥させる一方、各部屋を吹き上げられた熱風はケーシングの上部天井であって中央の部屋の直上に開設された排気口に接続された排気ダクトから排気される構造の乾燥機において、
乾燥室下部の途中に、前記各区切板の位置に合わせて上側に熱風の通風口を残して底面から通風空間の高さの４０％以上、６４％以下の高さで立ち上がる調整板を設けて、乾燥室下部に供給された熱風の一部の流れを前記各調整板により乾燥室内への吹き上げ方向に変えるとともに、乾燥室下部に供給された熱風の一部の流れを前記通風口を通して前記調整板の後方へ導くようにし、これにより乾燥室下部に供給された熱風を各調整板の前後で配分調整するようにしたことを特徴とする乾燥機。
調整板に多数の通風孔が設けられていることを特徴とする、請求項１記載の乾燥機。
調整板の縦断面における通風孔全体の割合が２０〜４０％であることを特徴とする、請求項２記載の乾燥機。