JP5927066B2 - Drying apparatus and drying method - Google Patents

Drying apparatus and drying method Download PDF

Info

Publication number
JP5927066B2
JP5927066B2 JP2012151767A JP2012151767A JP5927066B2 JP 5927066 B2 JP5927066 B2 JP 5927066B2 JP 2012151767 A JP2012151767 A JP 2012151767A JP 2012151767 A JP2012151767 A JP 2012151767A JP 5927066 B2 JP5927066 B2 JP 5927066B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
processing chamber
water
dried
drying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012151767A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014016047A (en
Inventor
河原 勝
勝 河原
剛彦 涌井
剛彦 涌井
満夫 加藤
満夫 加藤
Original Assignee
株式会社協真エンジニアリング
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社協真エンジニアリング filed Critical 株式会社協真エンジニアリング
Priority to JP2012151767A priority Critical patent/JP5927066B2/en
Publication of JP2014016047A publication Critical patent/JP2014016047A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5927066B2 publication Critical patent/JP5927066B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Description

本発明は、乾燥装置及び乾燥方法に関する。   The present invention relates to a drying apparatus and a drying method.

水分によって湿潤した粉体(以下、ワークという。)を乾燥させる方法として、伝熱材料からなる容器にワークを入れて、該容器を真空乾燥機に収容し、真空乾燥機内を常圧以下にすると共に容器を加熱する方法が知られている(例えば、特許文献1を参照)。   As a method of drying powder (hereinafter referred to as a work) wetted with moisture, the work is put in a container made of a heat transfer material, the container is accommodated in a vacuum dryer, and the inside of the vacuum dryer is brought to a normal pressure or less. A method of heating the container is also known (see, for example, Patent Document 1).

また、加熱された回転ドラムの表面にワークを塗布して蒸発乾燥させ、得られた乾燥物を粉砕機で粉砕する方法が知られている(例えば、特許文献2を参照)。   In addition, a method is known in which a workpiece is applied to the surface of a heated rotating drum, evaporated and dried, and the resulting dried product is pulverized with a pulverizer (see, for example, Patent Document 2).

さらに、ワークに多孔質粒子を混合させて、多孔質粒子に水分を吸着させた後、分級して粉体を採取する方法が知られている(例えば、特許文献3を参照)。   Furthermore, a method is known in which porous particles are mixed in a workpiece, moisture is adsorbed to the porous particles, and then classified to collect powder (see, for example, Patent Document 3).

また、フリーザーで凍結させたワークを乾燥装置の処理室内に収容し、処理室内を高真空状態にすることにより、水分を昇華する方法が知られている(例えば、特許文献4を参照)。   In addition, a method is known in which moisture frozen by storing a work frozen in a freezer in a processing chamber of a drying apparatus and putting the processing chamber in a high vacuum state (see, for example, Patent Document 4).

特開2002−139279号公報JP 2002-139279 A 特開2009−249473号公報JP 2009-249473 A 特開2003−254668号公報JP 2003-254668 A 特開平11−276571号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-276571

特許文献1に記載の方法では、チャンバ内の圧力が高いので、ワークから水分が蒸発するのに時間がかかり、ワークの乾燥に多くの時間を要する。さらに、この方法では、粉体同士が付着してしまい、乾燥物が塊状となってしまうおそれがある。そのため、乾燥物を特許文献2に記載されているような粉砕器で粉砕する必要がある。   In the method described in Patent Document 1, since the pressure in the chamber is high, it takes time for moisture to evaporate from the workpiece, and much time is required for drying the workpiece. Furthermore, in this method, there is a possibility that the powders adhere to each other and the dried product becomes agglomerated. Therefore, it is necessary to pulverize the dried product with a pulverizer as described in Patent Document 2.

また、特許文献3に記載の方法では、ワークを乾燥させた後、乾燥物から粉体のみを得るために、分級しなければならない。そのため、乾燥した粉体を得るまでに多くの時間を要する。   Moreover, in the method of patent document 3, after drying a workpiece | work, in order to obtain only powder from a dried material, you have to classify | categorize. Therefore, it takes a lot of time to obtain a dry powder.

また、特許文献4に記載の方法では、ワークを凍結させるための冷凍設備が必要である。また、ワークを凍結させる工程が必要であるため、ワークを乾燥させるために多くの時間を要する。   In addition, the method described in Patent Document 4 requires a refrigeration facility for freezing the workpiece. Moreover, since the process of freezing the work is necessary, it takes a lot of time to dry the work.

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、被乾燥体を効率よく乾燥させることができる乾燥装置及び乾燥方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such problems, and an object of the present invention is to provide a drying apparatus and a drying method capable of efficiently drying an object to be dried.

前記目的を達成するために、本発明の第1の観点に係る乾燥装置は、
被乾燥体を乾燥させるための処理室を内部に有すると共に前記処理室と外部とを連通する貫通孔が形成されているチャンバと、
前記被乾燥体を加熱するための加熱手段と、
前記貫通孔に連結され前記処理室を常圧よりも低い減圧状態にする圧力調整手段と、
前記処理室の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段により、前記処理室の圧力が600Paより低い第1の圧力まで下がったことが検出された場合に前記加熱手段を作動させ、600Paより低くかつ前記第1の圧力より高い第2の圧力まで上がったことが検出された場合に前記加熱手段を停止させる制御手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a drying apparatus according to the first aspect of the present invention comprises:
A chamber in which a processing chamber for drying an object to be dried is formed and a through hole is formed to communicate the processing chamber with the outside;
Heating means for heating the object to be dried;
Pressure adjusting means connected to the through-hole to bring the processing chamber in a reduced pressure state lower than normal pressure;
Pressure detecting means for detecting the pressure in the processing chamber;
When the pressure detecting means detects that the pressure in the processing chamber has dropped to a first pressure lower than 600 Pa, the heating means is operated, and a second lower than 600 Pa and higher than the first pressure. Control means for stopping the heating means when it is detected that the pressure has risen,
It is characterized by providing.

前記目的を達成するために、本発明の第2の観点に係る乾燥方法は、
被乾燥体を乾燥装置の処理室に収容する工程と、
前記処理室を圧力調整手段で常圧よりも低い減圧状態にする工程と、
前記処理室の圧力が600Paより低い第1の圧力まで下がった場合に、前記被乾燥物を加熱する工程と、
前記処理室の圧力が600Paより低くかつ前記第1の圧力より高い第2の圧力まで上がった場合に、前記被乾燥体の加熱を停止する工程と、
を含むことを特徴とする。
In order to achieve the object, the drying method according to the second aspect of the present invention comprises:
Storing the object to be dried in the processing chamber of the drying apparatus;
Bringing the processing chamber into a reduced pressure state lower than normal pressure with a pressure adjusting means;
Heating the material to be dried when the pressure in the processing chamber drops to a first pressure lower than 600 Pa;
A step of stopping heating of the object to be dried when the pressure in the processing chamber rises to a second pressure lower than 600 Pa and higher than the first pressure;
It is characterized by including.

前記圧力調整手段は、水封式真空ポンプ及びメカニカルブースターポンプであってもよい。   The pressure adjusting means may be a water ring vacuum pump and a mechanical booster pump.

前記第1の圧力は150〜300Paであり、前記第2の圧力は350〜500Paであってもよい。   The first pressure may be 150 to 300 Pa, and the second pressure may be 350 to 500 Pa.

本発明によれば、被乾燥体を効率よく乾燥させることができる乾燥装置及び乾燥方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the drying apparatus and drying method which can dry a to-be-dried body efficiently can be provided.

本発明の実施形態に係る乾燥装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the drying apparatus which concerns on embodiment of this invention. 水の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of water. 本発明の実施形態に係る乾燥装置で乾燥させる粉体が溶解した水溶液を模式的に示す図であり、(a)は、水溶液がワーク載置台に載置された状態を示す図であり、(b)は、水溶液の水分が液体の状態を示す図であり、(c)は、水溶液の水分が凍結した状態を示す図である。It is a figure which shows typically the aqueous solution which the powder dried with the drying apparatus which concerns on embodiment of this invention melt | dissolved, (a) is a figure which shows the state in which aqueous solution was mounted on the workpiece mounting base, (b) is a figure which shows the state where the water | moisture content of aqueous solution is a liquid, (c) is a figure which shows the state which the water | moisture content of aqueous solution was frozen. 本発明の実施形態に係る水溶液を乾燥させる工程を示すグラフである。It is a graph which shows the process of drying the aqueous solution which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る乾燥装置の動作を示すテーブルである。It is a table which shows operation | movement of the drying apparatus which concerns on embodiment of this invention.

本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は、下記の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、下記の実施形態及び図面に変更を加えることができるのはもちろんである。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following embodiment and drawing. It goes without saying that the following embodiments and drawings can be modified without changing the gist of the present invention.

本発明の実施形態に係る乾燥装置について説明する。   A drying apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

図1に示すように、乾燥装置10は、チャンバ20と、真空ポンプユニット40と、制御部100と、を備えている。尚、図1に示す乾燥装置10の、図面上側を「上側」、図面下側を「下側」、図面左側を「左側」、図面右側を「右側」、として以下説明する。   As shown in FIG. 1, the drying apparatus 10 includes a chamber 20, a vacuum pump unit 40, and a control unit 100. The drying apparatus 10 shown in FIG. 1 will be described below with the upper side of the drawing as “upper side”, the lower side of the drawing as “lower side”, the left side of the drawing as “left side”, and the right side of the drawing as “right side”.

チャンバ20は、左側に密閉扉20aを有し、略直方体の箱状に形成されている。また、チャンバ20の内部には、ワークWを乾燥させるための処理室21が形成されている。   The chamber 20 has a sealed door 20a on the left side, and is formed in a substantially rectangular parallelepiped box shape. A processing chamber 21 for drying the workpiece W is formed in the chamber 20.

処理室21には、ワークWを載置するためのワーク載置台24が形成されている。   In the processing chamber 21, a work mounting table 24 for mounting the work W is formed.

図1に示すように、ワークWを加熱するため、チャンバ20の上壁、下壁及び右側壁、及び密閉扉20aには、ヒータ22が配設されている。また、ワーク載置台24には、ヒータ23が配設されている。ヒータ22、23は、例えば、60〜80℃の間で温度調整可能なシーズヒータからなる。尚、ヒータ22、23は、各壁の内部やワーク載置台24の内部に流通管を配設して熱媒体(オイル、温水など)を流通させる、熱媒ヒータであってもよい。   As shown in FIG. 1, in order to heat the workpiece W, heaters 22 are disposed on the upper wall, the lower wall and the right wall of the chamber 20 and the sealing door 20a. A heater 23 is disposed on the work mounting table 24. The heaters 22 and 23 are, for example, sheathed heaters whose temperature can be adjusted between 60 and 80 ° C. The heaters 22 and 23 may be heat medium heaters that circulate a heat medium (oil, hot water, etc.) by arranging a flow pipe inside each wall or inside the workpiece mounting table 24.

また、図1に示すように、処理室21には、処理室21内の圧力を計測する圧力センサ28が配設されている。圧力センサ28には、ピエゾ効果を用いた圧電式のもの、ダイヤフラムを用いたもの、ひずみゲージとダイヤフラムを一体化したものなどを使用することができる。さらに、処理室21内には、処理室21内の温度を計測する温度センサ(図示せず)が配設されていてもよい。   As shown in FIG. 1, the processing chamber 21 is provided with a pressure sensor 28 that measures the pressure in the processing chamber 21. As the pressure sensor 28, a piezoelectric type using a piezoelectric effect, a type using a diaphragm, a type integrating a strain gauge and a diaphragm, or the like can be used. Further, a temperature sensor (not shown) for measuring the temperature in the processing chamber 21 may be provided in the processing chamber 21.

また、チャンバ20の右側壁には、処理室21とチャンバ20の外部とを連通する排気口36が形成されている。排気口36には導管37が接続されている。導管37には、ガス排気弁38が接続されている。ガス排気弁38は、外気方向にも切り替え可能な3方弁で形成されている。また、ガス排気弁38には、真空ポンプユニット40が接続されている。   Further, an exhaust port 36 that communicates the processing chamber 21 and the outside of the chamber 20 is formed on the right side wall of the chamber 20. A conduit 37 is connected to the exhaust port 36. A gas exhaust valve 38 is connected to the conduit 37. The gas exhaust valve 38 is formed of a three-way valve that can be switched in the direction of the outside air. A vacuum pump unit 40 is connected to the gas exhaust valve 38.

真空ポンプユニット40は、水封式真空ポンプ41と、メカニカルブースターポンプ42と、から構成されている。   The vacuum pump unit 40 is composed of a water ring vacuum pump 41 and a mechanical booster pump 42.

水封式真空ポンプ41は、オイルを用いるロータリーポンプと違い、水によって真空シール、回転部の潤滑、摺動部の冷却を行うように構成された真空ポンプである。そのため、水封式真空ポンプ41は水蒸気を含む気体を排出するのに好適である。水封式真空ポンプ41は、処理室21内の圧力を、例えば2000Pa程度まで到達させる能力を有している。また、さらに真空度を上げるため、水封式真空ポンプ41に空気エジェクタ(図示せず)を取り付けてもよい。   Unlike a rotary pump using oil, the water ring vacuum pump 41 is a vacuum pump configured to perform vacuum sealing, lubrication of a rotating portion, and cooling of a sliding portion with water. Therefore, the water-sealed vacuum pump 41 is suitable for discharging a gas containing water vapor. The water ring vacuum pump 41 has the ability to reach the pressure in the processing chamber 21 to, for example, about 2000 Pa. In order to further increase the degree of vacuum, an air ejector (not shown) may be attached to the water ring vacuum pump 41.

水封式真空ポンプ41とガス排気弁38との間には、メカニカルブースターポンプ42が配設されている。メカニカルブースターポンプ42は、大きな排気速度を必要とする場合に、水封式真空ポンプなどと組み合わせて使用される真空ポンプである。水封式真空ポンプ41にメカニカルブースターポンプ42を組み合わせることにより、処理室21内の圧力を、例えば10Pa程度まで到達させることができる。   A mechanical booster pump 42 is disposed between the water ring vacuum pump 41 and the gas exhaust valve 38. The mechanical booster pump 42 is a vacuum pump used in combination with a water-sealed vacuum pump or the like when a high exhaust speed is required. By combining the mechanical booster pump 42 with the water-sealed vacuum pump 41, the pressure in the processing chamber 21 can be made to reach, for example, about 10 Pa.

処理室21と真空ポンプユニット40とが連通するようにガス排気弁38を開いた状態で、真空ポンプユニット40を作動させると、処理室21内の気体は、真空ポンプユニット40に吸引されて、ガス排気弁38を通過し、水封式真空ポンプ41から排気される。これにより、処理室21内は真空状態となる。   When the vacuum pump unit 40 is operated in a state where the gas exhaust valve 38 is opened so that the processing chamber 21 and the vacuum pump unit 40 communicate with each other, the gas in the processing chamber 21 is sucked into the vacuum pump unit 40, It passes through the gas exhaust valve 38 and is exhausted from the water ring vacuum pump 41. Thereby, the inside of the processing chamber 21 is in a vacuum state.

制御部100は、コンピュータから構成され、乾燥装置10の動作を制御する。具体的には、制御部100は、制御部100内の記憶部に記憶された制御プログラムにしたがって、ヒータ22、23の加熱、圧力センサ28の作動、ガス排気弁38の開閉、水封式真空ポンプ41及びメカニカルブースターポンプ42の作動、等を制御するための制御信号を各部に供給することにより、図示しないドライバ駆動回路等を介して乾燥装置10の動作を制御する。尚、後述するように、制御部100は、ヒータ22、23のオン又はオフを、圧力センサ28からの信号に基づいて制御する。   The control unit 100 is composed of a computer and controls the operation of the drying apparatus 10. Specifically, the control unit 100 performs heating of the heaters 22 and 23, operation of the pressure sensor 28, opening and closing of the gas exhaust valve 38, and water-sealed vacuum according to a control program stored in the storage unit in the control unit 100. By supplying a control signal for controlling the operation of the pump 41 and the mechanical booster pump 42 to each unit, the operation of the drying apparatus 10 is controlled through a driver drive circuit (not shown). As will be described later, the control unit 100 controls the heaters 22 and 23 to be turned on or off based on a signal from the pressure sensor 28.

ここで、水の三態について説明する。図2に示すように、水は、気体、液体、固体のうちの、いずれかの状態で存在する。3つの状態は、気体と液体との境界を示す蒸気圧曲線A、気体と固体との境界を示す昇華曲線B、固体と液体との境界を示す溶解曲線Cで、区切られる。これら3つの状態が重なったところが三重点Tである。三重点Tは、温度が約0.01℃、圧力が約611Paの点である。そして、三重点Tよりも低い圧力及び温度では、氷と水蒸気とが平衡状態にある。この状態で氷に熱を加えると、昇華現象により氷から水蒸気に状態が変化する。   Here, the three states of water will be described. As shown in FIG. 2, water exists in any state of gas, liquid, and solid. The three states are divided by a vapor pressure curve A indicating the boundary between the gas and the liquid, a sublimation curve B indicating the boundary between the gas and the solid, and a dissolution curve C indicating the boundary between the solid and the liquid. The triple point T is where these three states overlap. The triple point T is a point where the temperature is about 0.01 ° C. and the pressure is about 611 Pa. At a pressure and temperature lower than the triple point T, ice and water vapor are in an equilibrium state. When heat is applied to ice in this state, the state changes from ice to water vapor due to the sublimation phenomenon.

本実施形態では、ワークWを収容した処理室21を600Pa以下の圧力にすることによりワークWに含有している水分を凍結させた後、該水分が融解しないようにワークWをヒータで加熱して、水分を昇華させることにより、ワークWを乾燥させる。   In the present embodiment, after the processing chamber 21 containing the workpiece W is set to a pressure of 600 Pa or less to freeze the moisture contained in the workpiece W, the workpiece W is heated with a heater so that the moisture does not melt. Then, the work W is dried by sublimating moisture.

次に、以上のように構成された本実施形態に係る乾燥装置10を用いて行うワークWの乾燥方法について説明する。一例として、ワークWを、粉体が溶解した水溶液W1とし、また、室温を25℃とした場合について説明する。   Next, the drying method of the workpiece | work W performed using the drying apparatus 10 which concerns on this embodiment comprised as mentioned above is demonstrated. As an example, a case where the workpiece W is an aqueous solution W1 in which powder is dissolved and the room temperature is 25 ° C. will be described.

まず、処理室21(図1参照)に、水溶液W1を導入する。図3(a)及び(b)に示すように、粉粒W11と粉粒W12との間隔は、L1であり、これらの間には液体である水分が介在している。   First, the aqueous solution W1 is introduced into the processing chamber 21 (see FIG. 1). As shown to Fig.3 (a) and (b), the space | interval of the powder particle W11 and the powder particle W12 is L1, and the water | moisture content which is a liquid intervenes among these.

次に、乾燥装置10(図1参照)の電源を投入する。制御部100は、ガス排気弁38を開き、真空ポンプユニット40(水封式真空ポンプ41及びメカニカルブースターポンプ42)を作動させる。これにより、図4のaに示すように、処理室21を減圧する。   Next, the power of the drying apparatus 10 (see FIG. 1) is turned on. The control unit 100 opens the gas exhaust valve 38 and operates the vacuum pump unit 40 (water-sealed vacuum pump 41 and mechanical booster pump 42). Thereby, as shown to a of FIG. 4, the process chamber 21 is pressure-reduced.

処理室21の圧力が、水の25℃での蒸気圧である3166Paになると(図4のb参照)、水溶液W1に含有している水分は、蒸発を始める。尚、水分の一部が水蒸気になることで、図4のcに示すように、処理室21の減圧速度は低下する。   When the pressure in the processing chamber 21 reaches 3166 Pa, which is the vapor pressure of water at 25 ° C. (see b in FIG. 4), the moisture contained in the aqueous solution W1 starts to evaporate. In addition, when a part of the water becomes water vapor, the decompression speed of the processing chamber 21 decreases as shown in FIG.

さらに、処理室21内の圧力が、水の0℃での蒸気圧である611Paになると(図4のd参照)、ワークWに含有している水分が凍結する。水分は凍結すると、その体積が液体の状態の約1.1倍となる。そのため、図3(c)に示すように、粉粒W11と粉粒W12との間に介在する水分の体積が増えるので、粉粒同士の間隔は、凍結前のL1(図3(b)参照)より大きいL2となる。   Furthermore, when the pressure in the processing chamber 21 reaches 611 Pa, which is the vapor pressure of water at 0 ° C. (see d in FIG. 4), the water contained in the workpiece W is frozen. When water is frozen, its volume is about 1.1 times that of the liquid state. Therefore, as shown in FIG. 3 (c), the volume of moisture intervening between the powder particles W11 and the powder particles W12 increases, so the interval between the powder particles is L1 before freezing (see FIG. 3 (b)). ) Is larger than L2.

さらに、このとき(図4のd参照)、凍結した水分が、昇華する。尚、昇華によって水蒸気になる水分の量は、蒸発によって水蒸気になる水分の量より少ないので(図4のc参照)、図4のeに示すように、処理室21の減圧速度は上昇する。   Further, at this time (see d in FIG. 4), the frozen water is sublimated. Since the amount of water that becomes water vapor by sublimation is smaller than the amount of water that becomes water vapor by evaporation (see c in FIG. 4), the pressure reduction rate of the processing chamber 21 increases as shown in e of FIG.

そして、図4のfに示すように、処理室21の圧力が例えば165Pa(水の−15℃での蒸気圧)まで下がると、制御部100は、水分の昇華を促すため、チャンバ20のヒータ22及びワーク載置台24のヒータ23をオンにする(図5参照)。   Then, as shown in f of FIG. 4, when the pressure in the processing chamber 21 is reduced to, for example, 165 Pa (water vapor pressure at −15 ° C.), the control unit 100 prompts moisture sublimation. 22 and the heater 23 of the workpiece mounting table 24 are turned on (see FIG. 5).

これにより、水溶液W1は熱の供給を受けるので、昇華する水分の量は増加する。そして、凍結していた水分が水蒸気になるため、図4のgに示すように、処理室21内の圧力が上昇する。   Thereby, since the aqueous solution W1 is supplied with heat, the amount of sublimated water increases. And since the frozen water | moisture content turns into water vapor | steam, as shown to g of FIG. 4, the pressure in the process chamber 21 rises.

次に、図4のhに示すように、処理室21の圧力が例えば476Pa(水の−3℃での蒸気圧)まで上がると、水分の溶解を防ぐため、制御部100は、チャンバ20のヒータ22及びワーク載置台24のヒータ23をオフにする(図5参照)。これにより、水溶液W1に熱が供給されなくなるため、昇華する水分の量が減少する。そして、図4のiに示すように、処理室21の圧力は再び下がる。   Next, as shown in h of FIG. 4, when the pressure in the processing chamber 21 rises to, for example, 476 Pa (water vapor pressure at −3 ° C.), the controller 100 controls the chamber 20 to prevent dissolution of moisture. The heater 22 and the heater 23 of the work mounting table 24 are turned off (see FIG. 5). Thereby, since heat is no longer supplied to the aqueous solution W1, the amount of sublimated water is reduced. And as shown to i of FIG. 4, the pressure of the process chamber 21 falls again.

そして、図4のjに示すように、処理室21の圧力が165Paまで下がると、制御部100は、水分の昇華を促すため、チャンバ20のヒータ22及びワーク載置台24のヒータ23をオンにする(図5参照)。上述のとおり、凍結していた水分が水蒸気になるため、図4のkに示すように、処理室21内の圧力が再び上昇する。   Then, as shown in j of FIG. 4, when the pressure in the processing chamber 21 is reduced to 165 Pa, the control unit 100 turns on the heater 22 of the chamber 20 and the heater 23 of the workpiece mounting table 24 in order to promote moisture sublimation. (See FIG. 5). As described above, since the frozen water becomes water vapor, the pressure in the processing chamber 21 rises again as indicated by k in FIG.

以上のように、所定の時間、真空ポンプユニット40を作動させた状態で、ヒータ22、23のオン及びオフを繰り返すことにより、水溶液W1に含有している水分は昇華して、ほとんど除去される。そして、水溶液W1に含有している水分がほとんど除去されると、図4のlに示すように、処理室21の圧力が165Paまで下がって、制御部100がチャンバ20のヒータ22及びワーク載置台24のヒータ23をオンにしても、処理室21内の圧力は下がり続ける。   As described above, by repeatedly turning on and off the heaters 22 and 23 while the vacuum pump unit 40 is operated for a predetermined time, the water contained in the aqueous solution W1 is sublimated and almost removed. . Then, when most of the water contained in the aqueous solution W1 is removed, the pressure in the processing chamber 21 is reduced to 165 Pa as shown in l of FIG. 4, and the control unit 100 controls the heater 22 and the workpiece mounting table in the chamber 20. Even if the heater 23 is turned on, the pressure in the processing chamber 21 continues to decrease.

そして、処理室21の圧力が例えば103Paになると(図4のm参照)、制御部100は、水溶液W1から水分が除去された、すなわち被乾燥物が得られたと判断し、真空ポンプユニット40を停止させる(図5参照)。   When the pressure in the processing chamber 21 reaches, for example, 103 Pa (see m in FIG. 4), the control unit 100 determines that moisture has been removed from the aqueous solution W1, that is, an object to be dried has been obtained, and the vacuum pump unit 40 is turned on. Stop (see FIG. 5).

そして、制御部100は、ガス排気弁38を開放して、処理室21内の圧力を常圧と同等にする。その後、被乾燥物の温度が室温と同等になったら、密閉扉20aを開放して、被乾燥物を取り出す。   And the control part 100 opens the gas exhaust valve 38, and makes the pressure in the process chamber 21 equivalent to a normal pressure. Thereafter, when the temperature of the object to be dried becomes equal to room temperature, the sealed door 20a is opened and the object to be dried is taken out.

以上のように、乾燥装置10を用いて水溶液W1から水分を除去し、被乾燥物を得ることができる。   As described above, moisture can be removed from the aqueous solution W1 using the drying apparatus 10 to obtain an object to be dried.

以上説明したように、本実施形態の乾燥装置10によれば、処理室内を600Pa以下の真空にすることによってワークWを凍結させているので、フリーザーなどを用いて凍結させる工程が必要ない。そのため、ワークWの乾燥時間を短縮することができる。   As described above, according to the drying apparatus 10 of the present embodiment, since the work W is frozen by evacuating the processing chamber to 600 Pa or less, a step of freezing using a freezer or the like is not necessary. Therefore, the drying time of the workpiece W can be shortened.

また、ワークWに含有している水分が十分凍結する260Pa(水の−10℃での蒸気圧)で、ヒータ22、23をオンにし、水分が溶解しない437Pa(水の−4℃での蒸気圧)で、ヒータ22、23をオフにしているので、水分が融解することがなく、確実に水分を昇華させることができる。   Also, at 260 Pa (water vapor pressure at −10 ° C. of water) at which the water contained in the workpiece W is sufficiently frozen, the heaters 22 and 23 are turned on, and 437 Pa (water at −4 ° C. of water does not dissolve) Since the heaters 22 and 23 are turned off by pressure), the moisture does not melt and the moisture can be surely sublimated.

また、水分が凍結した状態で昇華させているので、液体の状態で蒸発させる場合よりも、粉粒W11と粉粒W12との間に形成される空洞が大きくなる。そのため、粉体同士が密着することなく、微粒な粉体を得ることができる。   Further, since the water is sublimated in a frozen state, the cavity formed between the powder particles W11 and the powder particles W12 becomes larger than when the liquid is evaporated in a liquid state. Therefore, a fine powder can be obtained without the powders being in close contact with each other.

また、水蒸気を含む気体を排出するのに適した水封式真空ポンプ41を使用しているので、広い設置場所が必要なコールドトラップを用いなくてよい。また、コールドトラップを用いないので、その分のコストを抑えることができる。   Moreover, since the water-sealed vacuum pump 41 suitable for discharging gas containing water vapor is used, it is not necessary to use a cold trap that requires a large installation place. Further, since no cold trap is used, the cost can be reduced.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。   In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various deformation | transformation is possible.

例えば、上記の実施形態では、処理室21の圧力が260Paまで下がったことが検出された場合に、ヒータ22及び23をオンし、437Paまで上がったことが検出された場合に、ヒータ22及び23をオフした。しかし、ヒータをオン又はオフする圧力は、これらに限定されるものではない。例えば、被乾燥物の種類、厚み、形状、又は含水率などに応じて適宜決定してもよい。   For example, in the above embodiment, the heaters 22 and 23 are turned on when it is detected that the pressure in the processing chamber 21 has decreased to 260 Pa, and the heaters 22 and 23 are detected when it has been detected that the pressure has increased to 437 Pa. Turned off. However, the pressure at which the heater is turned on or off is not limited to these. For example, you may determine suitably according to the kind, thickness, shape, or moisture content of a to-be-dried object.

例えば、ヒータ22及び23をオンにする処理室21の圧力は、被乾燥物に含有している水分が十分に凍結する圧力であればよく、望ましくは150〜300Paであればよい。また、ヒータ22及び23をオフにする処理室21の圧力は、被乾燥物に含有している水分が溶解しない圧力であればよく、望ましくは350〜500Paであればよい。   For example, the pressure in the processing chamber 21 for turning on the heaters 22 and 23 may be a pressure at which moisture contained in the material to be dried is sufficiently frozen, and is preferably 150 to 300 Pa. Further, the pressure in the processing chamber 21 for turning off the heaters 22 and 23 may be a pressure at which the moisture contained in the material to be dried does not dissolve, and preferably 350 to 500 Pa.

また、上記実施形態では、ヒータ22及び23をオンにしても処理室21の圧力が下がり続け、所定の圧力に到達したことによって、ワークWから水分が除去されたものとみなして真空ポンプユニット40を停止させていたが、これに限定されるものではない。例えば、ヒータ22及び23をオンにしても処理室21の圧力が上がらない状態が所定の時間が継続すればワークWから水分が除去されたものとみなして、真空ポンプユニット40を停止させるようにしてもよい。   Further, in the above embodiment, the pressure in the processing chamber 21 continues to decrease even when the heaters 22 and 23 are turned on, and it is considered that moisture has been removed from the workpiece W by reaching a predetermined pressure. However, the present invention is not limited to this. For example, if the state in which the pressure in the processing chamber 21 does not increase even when the heaters 22 and 23 are turned on continues for a predetermined time, it is assumed that moisture has been removed from the workpiece W, and the vacuum pump unit 40 is stopped. May be.

また、上記実施形態では、一例として、ワークWを、粉体が溶解した水溶液W1としたがこれに限定されるものではない。例えば、ワークWは、活性炭やゼオライトなどの多孔質材料、ポリマーを溶媒に溶解させた高分子溶液、または水分によって湿潤した粉体などであってもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the workpiece | work W was set to the aqueous solution W1 in which the powder melt | dissolved as an example, it is not limited to this. For example, the workpiece W may be a porous material such as activated carbon or zeolite, a polymer solution in which a polymer is dissolved in a solvent, or a powder wet with water.

10 乾燥装置
20 チャンバ
20a 密閉扉
21 処理室
22 ヒータ
23 ヒータ
24 ワーク載置台
28 圧力センサ
36 排気口
37 導管
38 ガス排気弁
40 真空ポンプユニット
41 水封式真空ポンプ
42 メカニカルブースターポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Drying apparatus 20 Chamber 20a Sealed door 21 Processing chamber 22 Heater 23 Heater 24 Workpiece mounting table 28 Pressure sensor 36 Exhaust port 37 Conduit 38 Gas exhaust valve 40 Vacuum pump unit 41 Water seal vacuum pump 42 Mechanical booster pump

Claims (6)

被乾燥体を乾燥させるための処理室を内部に有すると共に前記処理室と外部とを連通する貫通孔が形成されているチャンバと、
前記被乾燥体を加熱するための加熱手段と、
前記貫通孔に連結され前記処理室を常圧よりも低い減圧状態にする圧力調整手段と、
前記処理室の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段により、前記処理室の圧力が600Paより低い第1の圧力まで下がったことが検出された場合に前記加熱手段を作動させ、600Paより低くかつ前記第1の圧力より高い第2の圧力まで上がったことが検出された場合に前記加熱手段を停止させる制御手段と、
を備えることを特徴とする乾燥装置。
A chamber in which a processing chamber for drying an object to be dried is formed and a through hole is formed to communicate the processing chamber with the outside;
Heating means for heating the object to be dried;
Pressure adjusting means connected to the through-hole to bring the processing chamber in a reduced pressure state lower than normal pressure;
Pressure detecting means for detecting the pressure in the processing chamber;
When the pressure detecting means detects that the pressure in the processing chamber has dropped to a first pressure lower than 600 Pa, the heating means is operated, and a second lower than 600 Pa and higher than the first pressure. Control means for stopping the heating means when it is detected that the pressure has risen,
A drying apparatus comprising:
前記圧力調整手段は、水封式真空ポンプ及びメカニカルブースターポンプからなることを特徴とする請求項1に記載の乾燥装置。   The drying apparatus according to claim 1, wherein the pressure adjusting means includes a water ring vacuum pump and a mechanical booster pump. 前記第1の圧力は150〜300Paであり、前記第2の圧力は350〜500Paであることを特徴とする請求項1又は2に記載の乾燥装置。   The drying apparatus according to claim 1 or 2, wherein the first pressure is 150 to 300 Pa, and the second pressure is 350 to 500 Pa. 被乾燥体を乾燥装置の処理室に収容する工程と、
前記処理室を圧力調整手段で常圧よりも低い減圧状態にする工程と、
前記処理室の圧力が600Paより低い第1の圧力まで下がった場合に、前記被乾燥物を加熱する工程と、
前記処理室の圧力が600Paより低くかつ前記第1の圧力より高い第2の圧力まで上がった場合に、前記被乾燥体の加熱を停止する工程と、
を含む乾燥方法。
Storing the object to be dried in the processing chamber of the drying apparatus;
Bringing the processing chamber into a reduced pressure state lower than normal pressure with a pressure adjusting means;
Heating the material to be dried when the pressure in the processing chamber drops to a first pressure lower than 600 Pa;
A step of stopping heating of the object to be dried when the pressure in the processing chamber rises to a second pressure lower than 600 Pa and higher than the first pressure;
Including a drying method.
前記圧力調整手段は、水封式真空ポンプ及びメカニカルブースターポンプであることを特徴とする請求項4に記載の乾燥方法。   The drying method according to claim 4, wherein the pressure adjusting means is a water ring vacuum pump or a mechanical booster pump. 前記第1の圧力は150〜300Paであり、前記第2の圧力は350〜500Paであることを特徴とする請求項4又は5に記載の乾燥方法。   6. The drying method according to claim 4, wherein the first pressure is 150 to 300 Pa, and the second pressure is 350 to 500 Pa. 7.
JP2012151767A 2012-07-05 2012-07-05 Drying apparatus and drying method Active JP5927066B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012151767A JP5927066B2 (en) 2012-07-05 2012-07-05 Drying apparatus and drying method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012151767A JP5927066B2 (en) 2012-07-05 2012-07-05 Drying apparatus and drying method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014016047A JP2014016047A (en) 2014-01-30
JP5927066B2 true JP5927066B2 (en) 2016-05-25

Family

ID=50110903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012151767A Active JP5927066B2 (en) 2012-07-05 2012-07-05 Drying apparatus and drying method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5927066B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101485775B1 (en) * 2014-06-11 2015-01-27 정우이엔티 (주) Sewage and animal waste residue drying device and system using heating cable
EP3173720B1 (en) * 2015-11-25 2019-03-13 Cockerill Maintenance & Ingéniérie S.A. Method and facility for drying a vacuum enclosure
JP7481807B2 (en) * 2019-03-11 2024-05-13 株式会社神鋼環境ソリューション Freeze Drying Equipment
CN110116559A (en) * 2019-04-23 2019-08-13 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Vacuum dryer
CN113733764B (en) * 2021-08-23 2023-06-30 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Vacuum drying device
CN113670005B (en) * 2021-09-03 2022-06-21 海西纺织新材料工业技术晋江研究院 Drying method of polyglycolide warp-knitted supporting net for artificial skin

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3740860A (en) * 1972-07-31 1973-06-26 Smitherm Industries Freeze drying method and apparatus
JPH07227581A (en) * 1993-04-07 1995-08-29 Marusan Shokai:Kk Vacuum-cleaning and drying method and device therefor
JP2003136038A (en) * 2001-11-06 2003-05-13 Tiger Vacuum Bottle Co Ltd Method for treating garbage at reduced pressure and device
WO2005105253A1 (en) * 2004-05-01 2005-11-10 Agresearch Limited Drying process and apparatus
JP2008196759A (en) * 2007-02-13 2008-08-28 Miura Co Ltd Drier
BRPI1009742B1 (en) * 2009-06-18 2018-08-14 Weco Beratungs-Und Beteiligungs Gmbh PROCESS FOR DRYING AND BUFFING WET ORGANIC PRODUCTS AND EQUIPMENT FOR DRYING AND BUFFERING WET ORGANIC PRODUCTS

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014016047A (en) 2014-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5927066B2 (en) Drying apparatus and drying method
EP3368849B1 (en) Process for ore moisture reduction on conveyor belts and transfer chutes
JP5251557B2 (en) Cooling device and cooling method
CN207317448U (en) microwave rotary vacuum drier
CN105300063A (en) Heating and drying device and method for mist spraying and freeze-drying device
AU2002366390A1 (en) Apparatus for drying a particulate product with superheated steam
EP3583847A1 (en) Cell freeze-drying system and method
JP2010203639A (en) Dehumidification dryer for powder and granular material and method of dehumidifying and drying powder and granular material
JP2013088066A (en) Drying device
JP2006266649A (en) Vacuum cooler, its supercooling preventive device, and vacuum cooling method
JP2018046879A (en) Steam sterilizer
JP2014070886A (en) Dehydration and concentration method and dehydration and concentration device
JP2017146052A (en) Dyer with cold air
JP2017044107A (en) Regeneration method of cryopump, cryopump and vacuum device
JP6291211B2 (en) Drying and concentration method and apparatus
CN205228039U (en) Spraying freeze -drying equipment is with adding hot drying device
JP2010255977A (en) Decompression type drying device of powder material, and decompression type drying method of powder material
JP2020085346A (en) Decompression drying method
CN203700813U (en) Drying machine
GB1587409A (en) Freeze drying
KR20150001315A (en) Vacuum freeze drying device for agricultural-marine by-products and processed fertilizer using thereof
JP2004101130A (en) Vacuum dryer
JP6509315B1 (en) Work drying judgment method after steam cleaning and steam cleaning vacuum drying apparatus
JP5337099B2 (en) Vacuum drying equipment
JP2020085347A (en) Method for manufacturing freeze-dried product, and freeze-dried system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150604

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160318

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160419

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160425

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5927066

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250