JP5913650B1 - 乾燥機および乾燥方法 - Google Patents

Abstract

【課題】運転費が低廉で被乾燥物が表裏共に充分乾燥できる乾燥機および乾燥方法を提供する。【解決手段】被乾燥物の出し入れと空気の通過が可能な回転ドラムを１０設置した乾燥室３と、乾燥室３内の空気を排気する排気ファン４ｂと、乾燥室３に入ってくる空気を30℃〜80℃に加温する加温器２からなる。被乾燥物を入れた回転ドラム１０は空気の通過が可能なので、加温器２で加温された空気が乾燥室３に入ってくると共に排気ファン４ｂで乾燥室３内の空気を排気して減圧すると、回転ドラム１０内の空気密度が希薄になる。このため被乾燥物の水分が蒸発しやすくなって、被乾燥物から水分を引き出すので、空気が低温に加温されたものであっても、短時間で食品を乾燥できる。また、回転ドラム１０の回転と共に内部の被乾燥物は裏表が逆転し続けるので、早く充分に乾燥する。【選択図】図１

Description

本発明は、乾燥機および乾燥方法に関する。さらに詳しくは、転がりにくい形状の物を乾燥させる乾燥機および乾燥方法に関する。転がりにくい形状の物には、代表的には籾やソバの実、ゴマ、大豆等の穀物や木の実等の食品がある。また、竹繊維綿を得る過程で生ずる竹のチップや根や葉、枝のついた植物、漢方薬材などがある。

特許文献１の従来技術は、熱変性に弱い食品を乾燥させるための乾燥機であって、乾燥庫の外に、減圧ユニットやボイラーを含む水蒸気発生ユニットなどを含むものである。これらの装置を高度に制御して、乾燥庫内の減圧力や温度を正確に制御している。

しかるに、上記従来技術では、減圧ユニットや水蒸気発生ユニットなどの運転に大きなエネルギーを消費するので、運転費用が高くつくという問題があった。このため、安価な食品の乾燥には経済的にペイできなかった。

また、舌片状の物や複雑で不定形な形をした根付き植物、さらに籾やソバの実、ゴマ、大豆等の穀物や木の実等の転がりにくい食品は時々ひっくり返さなければ充分に乾燥させることができなかった。

特開２０１１−１４４９５４号公報

本発明は上記事情に鑑み、運転費が低廉で被乾燥物が表裏共に充分乾燥できる乾燥機および乾燥方法を提供することを目的とする。

第１発明の乾燥機は、転がりにくい形状の被乾燥物を乾燥させる乾燥機であって、被乾燥物の出し入れと空気の通過が可能な回転ドラムを設置した乾燥室と、該乾燥室の上部に配置され、乾燥室内の空気を排気する排気ファンを設けた排気部と、前記乾燥室の下部に配置され、乾燥室に入ってくる空気を30℃〜80℃に加温する加温器と、前記加温器と前記乾燥室との間に設けられた第１フィルターと、前記排気部の入側に設けられた第２フィルターと、前記排気部の出側に設けられた第３フィルターとからなり、前記加温器は、温水を通すヒートパイプにより構成されており、前記回転ドラムは、ドラム面が網材または多孔素材で構成されており、ドラム軸が回転駆動源に接続されており、前記排気部と前記第２フィルターとで区画された第１減圧室と、前記第２フィルターと前記第３フィルターとで区画された第２減圧室とを備え、転がりにくい形状の被乾燥物を入れた回転ドラムを回転させている状態で、30℃〜80℃に加温された空気を、回転ドラム内に供給しつつ該回転ドラム内の空気を排気して減圧雰囲気で乾燥させることを特徴とする。

第１発明によれば、つぎの効果を奏する。
ａ）被乾燥物を入れた回転ドラムは空気の通過が可能なので、加温器で加温された空気が乾燥室に入ってくると共に排気ファンで乾燥室内の空気を排気して減圧すると、回転ドラム内の空気密度が希薄になる。このため被乾燥物の水分が蒸発しやすくなって、被乾燥物内部から水分を引き出すので、空気が低温に加温されたものであっても、短時間で被乾燥物を乾燥できる。
ｂ）回転ドラムの回転と共に内部の被乾燥物は裏表が逆転し続けるので、転がりにくい形状の被乾燥物でも裏からも表からも乾燥が進み早く充分に乾燥する。
ｃ）排気ファンが稼働したとき、第１減圧室内は減圧するが、排気ファンにより生起する空気流により気圧の変動が生ずる。しかし、第３フィルターで遮られた第２減圧室内は減圧はするもののその気圧変動は少なくほぼ一定に保たれる。

本発明の第１実施形態に係る乾燥機の縦断面図である。 図１の乾燥機の太陽光温水器も含めた全体構成の説明図である。 図１の乾燥機における空気の流れを示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る乾燥機における回転ドラム駆動機構の説明図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
（食品乾燥機）
図１に基づき第１実施形態の乾燥機をＡ説明する。
１は箱状の筐体であって、下端から上端に向かって、空気加温部１ａ、乾燥部１ｂ、排気部１ｃに区画されている。そして、空気加温部１ａには加温器２が配置され、乾燥部１ｂには乾燥室３が配置され、排気部１ｃには複数の排気ダクト４ａが設置されている。

複数の排気ダクト４ａは１本にまとめられて、その末端には排気ファン４ｂが接続されている。
筐体１の下面、つまり空気加温部１ａの下面には開口５が形成されていて、外部の空気が導入されるようになっている。

加温器２はヒートパイプ２１により構成され、このヒートパイプ２１には温水が通されるようになっている。なお、ヒートパイプ２１は空気との接触面積を大きくとれるようコイル状や蛇行状に湾曲したものが用いられる。また、ヒートパイプ２１の周囲には放熱用のフィン２２が設けられている。
温水の供給源は後述する。

乾燥室３は、被乾燥物を乾燥させる空間であり、回転ドラム１０を設置している。回転ドラム１０は、ドラム面１０ａが網材またはパンチメタル等の多孔素材で構成されており、ドラム軸１０ｂは筐体１に対し軸受等を介して回転自在に支持されている。ドラム軸１０ｂには減速器付モータ１０ｃ等の駆動源が接続されている。なお、ドラム面１０ａの適所には、被乾燥物を出し入れする開閉可能な開口（図示省略）が設けられている。

被乾燥物には特に制限はないが、転がりにくい形状の物が代表的に例示される。転がりにくい形状の物には、籾やソバの実、ゴマ、大豆等の穀物や木の実等、また竹繊維綿を得る過程で生ずる竹のチップや根や葉、枝のついた植物、漢方薬材などを例示できる。これらは、その形状から時々ひっくり返さないと充分乾燥できない食品である。

排気ファン４ｂを減速器付モータ４ｃ等の回転駆動源で回転させると乾燥室３内の空気、ひいては回転ドラム１０内の空気は外部へ向けて吸引されるので、回転ドラム１０内は減圧する。また、同時に外部の空気が空気加温部１ａを経て流入してくるが、このとき加温器２で加温され、回転ドラム１０を通る空気は、30℃〜80℃程度に加温されたものとなる。

空気加温部１ａと乾燥部１ｂとの間には、空気量調節板を設置してもよい。空気量調節板としては板状部材に適宜の数と大きさの通気孔を設けたもの等を用いることができ、通気孔の数と総面積は乾燥させるべき食品の種類と量に合せて適切に選択すればよい。

空気加温部１ａと乾燥部１ｂとの間には、第１フィルター７が設置されている。
この第１フィルター７は、たとえば特許第４２５０６５３号竹綿混合シート製造方法により製造された竹繊維を主材料とするシートを用いたもので、竹繊維由来の抗菌性、消臭性を有するフィルターである。
この第１フィルター７を加温後の空気が通過するとき、空気中の菌が死滅したり臭成分が消滅するので、被乾燥物の品質劣化を防ぐことができる。この効果は、とくに食品について有用である。

排気部１ｃにおいては、入側の第２フィルター８と出側の第３フィルター９が上下に間隔をあけて取付けられている。また、第３フィルター９と筐体１の上面との間にも間隔が設けられている。これら第２、第３フィルター８，９は前記第１フィルター７と同様に竹繊維を主材としており、抗菌作用と消臭効果を奏するものである。

排気ダクト４ａと第２フィルター８との間の空間は第１減圧室１１であり、第２フィルター８と第３フィルター９との間は第２減圧室１２である。
排気ファン４ｂが稼働したとき、第１減圧室１１内は減圧するが、排気ファン４ｂにより生起する空気流により気圧の変動が生ずる。しかし、第３フィルター９で遮られた第２減圧室１２内は減圧はするもののその気圧変動は少なくほぼ一定に保たれる。

図２に基づき本発明の乾燥機を含む全体構成を説明する。
Ａは図１に基づき説明した乾燥機である。そして、Ｂは太陽光温水器であり、Ｃは貯湯タンク、Ｄは温水供給ポンプである。
太陽光温水器Ｂで発生した温水は貯湯タンクＣに貯えられ、温水供給ポンプＤにより乾燥機Ａの加温器２に送られる。加温器２の発生する熱は通過する空気を暖め約30℃〜80℃の温風になる。加温器２を通って温度低下した水は再び太陽光温水器Ｂに送られ温水とされ、再び利用される。このように、加温器２に供給する温水を太陽光温水器Ｂで生成すると電気消費がほとんどかからず、乾燥機の運転費用がより一層低廉となる。

前記乾燥室３の中には温度センサーを取り付けておき、室温が閾値より低下すると温水供給ポンプＤの回転数を上げて加温器２への温水供給量を増やし、逆に室温が閾値より上昇すると温水供給ポンプＤの回転数を落として温水供給量を減らすと、乾燥室３内の室温を適温である30℃〜80℃の間に維持することができる。

（食品乾燥方法）
つぎに、本実施形態における乾燥機を用いた乾燥方法を説明する。
本発明の乾燥方法は、被乾燥物を入れた回転ドラム１０を回転させている状態で、30℃〜80℃に加温された空気を、回転ドラム１０内に供給しつつ回転ドラム１０内の空気を排気して減圧雰囲気で乾燥させることを特徴とする。

以下、図４に基づき具体的に説明する。なお、図中矢印は空気の流れを示している。
乾燥室３内の回転ドラム１０内に被乾燥物を入れておき、回転させる。また、加温器２に温水を通し排気ファン４ｂを回転させる。すると、筐体１底部の開口５から空気が導入され、さらに加温器２で加温された温風となって乾燥室３に入ってくる。このため回転ドラム１０内の被乾燥物が加温される。一方、排気ファン４ｂで乾燥室３内の空気、ひいては回転ドラム１０内の空気を排気して減圧すると被乾燥物内の水分が蒸発しやすくなるので、低温で被乾燥物を乾燥できる。

この乾燥方法によると、短時間で被乾燥物を乾燥でき、また、回転ドラム１０の回転と共に内部の被乾燥物は裏表が逆転し続けるので、被乾燥物が裏からも表からも乾燥が進み早く充分に乾燥する。しかも、主たる動力は排気ファン４ｂのみであるので、乾燥機の運転費用が低廉ですむ。

（第２実施形態）
回転ドラム１０の駆動機構は、図４に示すように、駆動ローラ型を用いてもよい。
この実施形態では、回転ドラム１０の下面をローラ３１，３２で支持している。つまり、前後一対のローラ３１，３２の組を回転ドラム１０の左右両端に配置し、計４個のローラ３１，３２で回転ドラム１０を回転自在に支持している。そして、前方のローラ３１，３１、または後方のローラ３２，３２に駆動軸３３を取付け、その駆動軸３３にモータ３４を接続すると、ローラ３１またはローラ３２を回転させ、回転ドラム１０を回転させることができる。
この実施形態は、回転ドラム１０に投入する被乾燥物が重量のある場合に好適である。

（他の実施形態）
図２の実施形態では、温水の加温源に太陽光温水器を使ったが、他の加温源、たとえば、電熱ヒータ、化石燃料などを用いてもよい。

前記実施形態では第１、２、３フィルター７，８，９に竹繊維を主材とするフィルターを用いたが、これに加え筐体１の内装にも竹繊維を主材とするシートを用いて貼付すれば、被乾燥物、たとえば食品の品質劣化をより効果的に防止することができる。

消臭効果が必要ない用途については、排気部１ｃにおける第２フィルター８と第３フィルター９は設けなくてもよい。
また、消臭効果が低くてよい用途については、第２フィルター８または第３フィルター９のいずれか一方を用いることでもよい。

Ａ 乾燥機
Ｂ 太陽光温水器
Ｃ 貯湯タンク
Ｄ 温水供給ポンプ
１ 筐体
１ａ 空気加温部
１ｂ 乾燥部
１ｃ 排気部
２ 加温器
３ 乾燥室
４ａ 排気ダクト
４ｃ 減速器付モータ
７ 第１フィルター
８ 第２フィルター
９ 第３フィルター
１０ 回転ドラム
１１ 第１減圧室
１２ 第２減圧室
２１ ヒートパイプ

Claims (1)

1. 転がりにくい形状の被乾燥物を乾燥させる乾燥機であって、
   被乾燥物の出し入れと空気の通過が可能な回転ドラムを設置した乾燥室と、
   該乾燥室の上部に配置され、乾燥室内の空気を排気する排気ファンを設けた排気部と、
   前記乾燥室の下部に配置され、乾燥室に入ってくる空気を30℃〜80℃に加温する加温器と、
   前記加温器と前記乾燥室との間に設けられた第１フィルターと、
   前記排気部の入側に設けられた第２フィルターと、
   前記排気部の出側に設けられた第３フィルターとからなり、
   前記加温器は、温水を通すヒートパイプにより構成されており、
   前記回転ドラムは、ドラム面が網材または多孔素材で構成されており、ドラム軸が回転駆動源に接続されており、
   前記排気部と前記第２フィルターとで区画された第１減圧室と、
   前記第２フィルターと前記第３フィルターとで区画された第２減圧室とを備え、
   転がりにくい形状の被乾燥物を入れた回転ドラムを回転させている状態で、30℃〜80℃に加温された空気を、回転ドラム内に供給しつつ該回転ドラム内の空気を排気して減圧雰囲気で乾燥させる
   ことを特徴とする乾燥機。

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