JPH0639098B2 - 粉粒体の乾燥装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、粉粒体の乾燥装置、詳しくは主として合成樹
脂材料から成る粉粒体の乾燥装置に関する。

（従来の技術） 一般にポリカーボネートやポリエステルテレフタレート
など温度上昇により粘着性が生じて融着する湿潤性樹脂
材料を用いて成形を行なう場合において、樹脂材料の含
水量が一定値以上あると、成形条件が難しくなるばかり
か、成形品の物性が低下するので、通常は樹脂材料を７
０℃〜１８０℃の温度で乾燥して含水量を一定値以下に
押えており、例えばポリカーボネートの場合には、０．
０１％以下、またはポリエステルテレフタレートの場合
には０．００５％以下の含水量にする必要があったので
ある。

しかして、従来前記合成樹脂材料から成る粉粒体を乾燥
する装置として、下部に排出口をもったホッパー内の底
部にパンチングメタルを設け、このパンチングメタルの
下方より熱風を供給すると共に、前記ホッパーの中心部
に上下方向に向かう回転軸を取付けたアジテータにより
ホッパー内の樹脂材料を撹拌して、樹脂材料を乾燥する
乾燥装置が提供されている。又、前記パンチングメタル
を用いることなく前記ホッパー中心部に上下方向に向か
う熱風供給管を取付けて、該供給管の下端を前記ホッパ
ー内に下向きに開口させて、ホッパー内に熱風を供給す
るようにした乾燥装置も提供されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで一般に多孔質又は積層構造をなしている多量の
水分を含む食品等の乾燥は、食品等の内部から表面へ水
が毛細管現象によって移動し、表面で蒸発する恒率乾燥
であるので、表面温度の上昇を抑えることができるが、
合成樹脂材料等均一構造をなす物質の乾燥は、物質内部
から表面への水の拡散移動によって行なわれる減率乾燥
であるので、表面温度の上昇を抑える程多量の水分の蒸
発は期待できないのである。従って、減率乾燥において
は、乾燥温度の高い方が水の拡散を促進して乾燥速度が
早くなるのであって、例えばナイロン−６のバッチ式乾
燥槽における熱風乾燥によれば、含水量１０，０００PP
mのナイロン−６を１０００PPmに乾燥する場合、熱風温
度９０℃で約１３時間要するが、１００℃では７時間、
１１０℃では４時間という如く、送風温度を高くすれ
ば、早く乾燥することができるのである。しかし乾燥温
度を高くするには限界があって、合成樹脂材料から成る
粉粒体を乾燥する熱風の温度をある一定の温度より高く
すると、粉粒体の表面が軟化して互いに融着し、均一な
熱風乾燥ができなかったり、又、表面が酸化して着色
し、成型材料として使用できなくなったりするから、熱
風温度を上げることによって乾燥時間を大幅に短かくす
ることはできなかったのである。

本発明は以上の如き問題に鑑みて発明したもので、その
目的とする処は、主として合成樹脂材料から成る粉粒体
をマイクロ波によって粉粒体の内部から加熱すると共に
冷却風を供給しながら、マイクロ波によって加熱される
粉粒体を無撹拌型混合を行なうことによって、マイクロ
波で加熱される粉粒体の表面軟化による融着を防ぎなが
ら、回転動力等を用いることなく撹拌して、粉粒体の乾
燥を、低コストでかつ、均一に、しかも従来の熱風によ
る乾燥に比較して、速やかに行なおうとするものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は図面の実施例に示した如く、合成樹脂材料から
成る粉粒体の乾燥装置であって、材料入口（１６）と材
料出口（１８）とをもつ円筒状の乾燥槽（１）と、前記
材料入口（１６）と材料出口（１８）との間に配設さ
れ、前記材料入口（１６）から前記乾燥槽（１）内に装
入される粉粒体にマイクロ波を放射して加熱するマイク
ロ波装置（２）とを備え、前記乾燥槽（１）の材料入口
（１６）と材料出口（１８）との間で、かつ、前記マイ
クロ波装置（２）によるマイクロ波放射領域に、螺旋状
の羽根（１５）をもち、該羽根（１５）の捻方向を逆方
向とした第１ミキシングエレメント（１３）と第２ミキ
シングエレメント（１４）とを交互に配置すると共に、
前記マイクロ波装置（２）から放射されるマイクロ波で
加熱された粉粒体に、この粉粒体の表面温度より低温の
冷却風を供給し、粉粒体の表面温度を低下させる冷却風
供給装置（４）を配設したものである。

（作用） しかして以上の粉粒体の乾燥装置では、材料入口（１
６）から第１円筒体（１１）内に装入する主として合成
樹脂材料から成る粉粒体が、捻方向が互いに逆になって
いる螺旋状の羽根（１５）をもつ複数の第１及び第２ミ
キシングエレメント（１３）（１４）を交互に配置した
前記第１円筒体（１１）の内部を落下する途中におい
て、粉粒体は互いに混合すると共に、マイクロ波装置
（２）から放射するマイクロ波によって、粉粒体の内部
から加熱されて、粉粒体内部の水分の表面への拡散が促
され、更に、冷却風供給装置（４）から粉粒体の表面温
度より低温の冷却風を供給して、粉粒体の表面温度を低
下させて、しかも粉粒体表面の水分を除去するから、粉
粒体表面における軟化及び溶融を避けて、粉粒体の相互
の粘着を防ぎ、かつ、粉粒体表面の酸化による変色を招
くことなく、従来の熱風による粉粒体の表面からの加熱
乾燥に比較して、速やかに、しかも粉粒体を撹拌する動
力を用いることなく、均一で、かつ、低コストで粉粒体
を乾燥することができるのである。

（実施例） 以下本発明にかゝる粉粒体の乾燥装置について図面の実
施例に従って説明する。

図中（１）は、主として合成樹脂材料から成る粉粒体を
乾燥する乾燥槽であって、セラミック、ガラス又はテフ
ロン等でマイクロ波を透過する材料で形成する第１円筒
体（１１）と、前記マイクロ波を反射する金属で形成す
る第２円筒体（１２）から成り、該第２円筒体（１２）
を前記第１円筒体（１１）より大径とするのである。前
記第１円筒体（１１）の上部に材料入口（１６）と空気
排出孔（１７）を設ける一方、前記第２円筒体（１２）
の上部中央部に、前記第１円筒体（１１）を挿通する孔
を設けると共に、前記第２円筒体（１２）の下部中央部
を下方に延長して前記孔の軸芯と同じ軸芯を有する延長
部を設け、前記第１円筒体（１１）の下端部が前記延長
部に嵌合するようにし、前記延長部の先端部に、ロータ
リーフィーダ（１９）を備えた材料出口（１８）を設け
るのである。

（４）は前記第２円筒体（１２）の延長部内にマイクロ
波で加熱された粉粒体の表面温度より低温の冷却風を送
る冷却風供給装置であって、大気を取り込む送風機（４
５）と、該送風機（４５）からの空気を脱湿する脱湿装
置（４４）と、脱湿された空気を加熱する電気ヒータ
（４３）と、前記第２円筒体（１２）の下部延長部内で
上方に向って円錐状に開放する送風口（４２）と、これ
らを結ぶ送風管（４１）とから構成している。

尚、前記電気ヒータ（４３）は、大気を用いて乾燥槽
（１）に供給しているから、冷却風供給装置（４）によ
り供給する場合、大気の温度を高め、粉粒体表面温度と
の温度差を小さくし、乾燥効率が低下するのを防止する
ために使用するものである。

又、前記空気排出孔（１７）と前記送風機（４５）とを
フィルター（図示せず）を介して接続して空気の循環経
路を構成してもよい。

又、（１３）及び（１４）はそれぞれ螺旋状の羽根（１
５）（１５）を有する第１及び第２ミキシングエレメン
トであって、前記第１エレメント（１３）の羽根（１
５）と第２エレメント（１４）の羽根（１５）の捻り方
向は、一方が右捻りであれば、他方が左捻りという如
く、互いに逆になっており、これら第１エレメント（１
３）と第２エレメント（１４）を前記第１円筒体（１
１）内部に上下方向に相互に隣接させて、それぞれ複数
個配列する。この場合、互いに隣接する各エレメント
（１３）（１４）の隣接端における羽根（１５）（１
５）の位置を互いに９０゜位相をずらせて隣接させるの
である。

（２）は前記第２円筒体（１２）の一側で、かつ、上下
方向中間部に設けられ、粉粒体にマイクロ波を放射して
加熱するマイクロ波装置で、マイクロ波放射出力を制御
するコントローラ（２１）を備えており、前記第１円筒
体（１１）内に設ける温度センサー（３）を前記コント
ローラ（２１）に接続するのである。又、前記第２円筒
体（１２）の下部延長部の内部で、かつ、前記送風口
（４２）の下方に、粉粒体の水分を自動測定する自動連
続水分測定装置（５）のセンサー（５１）と、下方へ開
放する円錐状の脱湿空気の吹出口（４６）を設け、該吹
出口（４６）をバルブ（４７）を介して前記送風管（４
１）に接続するのである。

しかして前記第１円筒体（１１）において前記第１及び
第２ミキシングエレメント（１３）（１４）の位置する
範囲が、前記第２円筒体（１２）の内部に位置するよう
に、前記第１円筒体（１１）を第２円筒体（１２）に挿
入嵌合して一体にし、各エレメント（１３）（１４）を
前記マイクロ波装置（２）のマイクロ波放射領域内に位
置させるのである。

以上の如く構成して、主として合成樹脂材料から成る粉
粒体を前記材料入口（１６）より前記乾燥槽（１）に装
入すると、マイクロ波放射領域に位置する前記ミキシン
グエレメント（１３）（１４）により、粉粒体の連続的
な流れが白い矢印の如く各エレメント（１３）及び（１
４）を通過する毎に２分割され、前記羽根（１５）（１
５）の捻れ面に案内されて中心部より壁部へ、壁部より
中心部へと移動し、更に前記羽根（１５）（１５）の捻
り方向の逆転により反転することになって、半径方向の
混合が効率よく行なわれると共に、軸方向への速度のバ
ラツキがないので、均一な速度で流下することになっ
て、前記マイクロ波による加熱が均一に行なわれるので
ある。又、熱風による粉粒体の加熱より速いマイクロ波
による粉粒体の内部からの加熱により、粉粒体内部の水
分の表面への拡散が促されると共に、冷却風供給装置
（４）の前記送風口（４２）から上昇する冷却風と第１
円筒体（１１）内を流下する粉粒体との均一な接触によ
って、粉粒体表面の軟化による粉粒体相互の粘着及び酸
化による変色を招くことなく、粉粒体表面の水分が除去
されるのである。このようにして乾燥する粉粒体は前記
第２円筒体（１２）の下部に滞留し、滞留中に、前記バ
ルブ（４７）の操作による前記吹出口（４６）からの脱
湿空気によって乾燥状態を維持されて、適宜前記ロータ
リーフィーダ（１９）によって前記乾燥槽（１）より排
出されるのである。

尚、実施例においては、冷却風供給装置（４）の送風口
（４２）を前記第２円筒体（１２）の下部延長部内に設
けて、冷却風を前記粉粒体の流下方向と逆に流れるよう
にしたが、前記送風口（４２）を前記第１円筒体（１
１）の上部に、かつ、前記空気排出孔（１７）を前記第
２円筒体（１２）の下部延長部内に設けて、冷却風を粉
粒体の流下方向と同一方向に流れるようにしてもよいの
である。

又、前記粉粒体を上記の如く乾燥するのであるが、前記
温度センサー（３）による材料温度の検出によって、前
記マイクロ波装置（２）のコントローラ（２１）の制御
で、マイクロ波放射出力を調整して、粉粒体表面の軟化
による固着及び酸化による変色を招くことなく、効率よ
く乾燥を行なうことができるし、又、前記自動連続水分
測定装置（５）のセンサー（５１）の出力で、粉粒体の
加熱温度や、前記冷却風の温度、湿度及び量や乾燥槽
（１）下部に滞留する粉粒体の量を制御して、粉粒体を
効率的に、かつ、連続的に乾燥することができるのであ
る。

（発明の効果） 以上説明した如く、本発明にかゝる粉粒体の乾燥装置で
は、合成樹脂材料から成る粉粒体の乾燥装置であって、
材料入口（１６）と材料出口（１８）とをもつ円筒状の
乾燥槽（１）と、前記材料入口（１６）と材料出口（１
８）との間に配設され、前記材料入口（１６）から前記
乾燥槽（１）内に装入される粉粒体にマイクロ波を放射
して加熱するマイクロ波装置（２）とを備え、前記乾燥
槽（１）の材料入口（１６）と材料出口（１８）との間
で、かつ、前記マイクロ波装置（２）によるマイクロ波
放射領域に、螺旋状の羽根（１５）をもち、該羽根（１
５）の捻方向を逆方向とした第１ミキシングエレメント
（１３）と第２ミキシングエレメント（１４）とを交互
に配置すると共に、前記マイクロ波装置（２）から放射
されるマイクロ波で加熱された粉粒体に、この粉粒体の
表面温度より低温の冷却風を供給し、粉粒体の表面温度
を低下させる冷却風供給装置（４）を配設したから、合
成樹脂から成る粉粒体を乾燥槽（１）に装入するだけ
で、回転動力や大量の空気を用いることなく、前記乾燥
槽（１）内における粉粒体の均一な撹拌を行いながら、
マイクロ波による粉粒体の内部からの加熱によって、粉
粒体内部の水分の表面への拡散を促進でき、しかも冷却
風供給装置（４）から冷却風を送って、粉粒体表面の軟
化による粘着や酸化による変色を招くことなく乾燥でき
るのであって、マイクロ波装置（２）を用い、従来の熱
風による粉粒体の表面からの加熱乾燥に比較して速やか
な粉粒体の乾燥を可能にしながら、マイクロ波による加
熱の問題をなくし、また、粉粒体を回転動力や大量の空
気を用いて撹拌することなく、低コストで、しかも均一
に合成樹脂粉粒体の連続乾燥を可能にするのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は粉粒体の乾燥装置の一実施例を示す概略断面図
である。 （１）……乾燥槽 （２）……マイクロ波装置 （４）……冷却風供給装置 （１３）……第１ミキシングエレメント （１４）……第２ミキシングエレメント （１５）……羽根

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】合成樹脂材料から成る粉粒体の乾燥装置で
   あって、材料出口（１６）と材料出口（１８）とをもつ
   円筒状の乾燥槽（１）と、前記材料入口（１６）と材料
   出口（１８）との間に配設され、前記材料入口（１６）
   から前記乾燥槽（１）内に装入される粉粒体にマイクロ
   波を放射して加熱するマイクロ波装置（２）とを備え、
   前記乾燥槽（１）の材料入口（１６）と材料出口（１
   ８）との間で、かつ、前記マイクロ波装置（２）による
   マイクロ波放射領域に、螺旋状の羽根（１５）をもち、
   該羽根（１５）の捻方向を逆方向とした第１ミキシング
   エレメント（１３）と第２ミキシングエレメント（１
   ４）とを交互に配置すると共に、前記マイクロ波装置
   （２）から放射されるマイクロ波で加熱された粉粒体
   に、この粉粒体の表面温度より低温の冷却風を供給し、
   粉粒体の表面温度を低下させる冷却風供給装置（４）を
   配設していることを特徴とする粉粒体の乾燥装置。