JPH0663702B2 - 穀類等の材料乾燥方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は穀類等の材料乾燥方法、詳しくは材料上もしく
はその中の水分を調整すべき材料に対して空気その他の
適当な気体を循環させることによる、乾燥その他の水分
調整操作に関わるものである。

（従来技術とその課題） 比較的乾燥した空気を用いてこれが接触する面から水分
を抽出する方法は、工業分野その他乾燥処理分野で採用
されている。空気の乾燥能力はその温度及び含有水分の
みから決定され、乾燥操作は、最適の乾燥熱効率を得る
ように精密に熱調整することにより行われている。

しかしながら、熱効率は重要であるけれども第一の配慮
は製品の品質について行わなければならない。

すなわち、グリーン麦芽などの材料を乾燥する際には、
水分除去が大きいときは乾燥される材料の損傷が発生
し、また高温多湿の状態で乾燥する場合も、材料に発汗
作用を生じて材料中のバクテリアが死滅し損傷する問題
点がある。

本発明は、乾燥空気の乾燥能率の調整は製品の品質にと
ってもっとも重要であるという状況にもとづいて、乾燥
される材料の損傷が実質的に少なくなるように、乾燥初
期に材料調整段階を含む乾燥方法を提供するものであ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明の一つの局面においては、材料上或いは材料中に
気体を通過させる時に材料上或いは材料中の水分を調整
する方法であって、気体の比エンタルピーがその乾燥ポ
テンシャルと独立に調整されるようにした方法が提供さ
れる。乾燥能力についての比エンタルピーの値は、気体
の温度及び水分含量を監視し、必要により熱及び水分を
加えることにより調整される。

斯る本発明の穀類等の材料乾燥方法は、材料上或いは材
料中に気体を通過させることにより材料を乾燥する方法
であって、下記段階： （イ）乾燥気体のエンタルピーを乾燥すべき材料のエン
タルピーに対して実質的に一定に維持するとともに前記
気体の最少限の乾燥ポテンシャルを維持するように温度
計、水分計を制御することにより、前記材料が乾燥しな
いで、かつ発汗作用を生じない状態に該材料を加温する
段階；及び （ロ）前記段階（イ）における乾燥ポテンシャルのレベ
ルを上昇させることにより、そして前記段階（イ）のエ
ンタルピーレベルを少なくとも維持することにより、前
記材料から総水分の一部である第１分量を除去する段
階； からなることを特徴とする。

上記段階（イ）においては、材料は加温され温度が上昇
するが、乾燥気体のエンタルピーを乾燥すべき材料のエ
ンタルピーに対して実質的に一定に維持されるので、材
料の水分除去がなく、または最少限となり、材料の水分
含量は略一定に保持されるか、或いは若干増加する。

すなわち、段階（イ）は材料の温度が上昇するが乾燥し
ないで、かつ発汗作用を生じないような状態で加温され
る材料調整段階である。

上記段階（ロ）は自由乾燥の中間段階であって、前記材
料が加温され該材料から総水分の一部である第１分量を
除去して、材料を最終所定の水分含量より高い中間の水
分含量（例えば、７％）に調整する。

上記段階（イ）及び（ロ）は材料の表面部又は外層から
底面部又は最深層に至るまで一括して処理操作されるこ
とでもよいが、材料層を段階的に複数の層に分けて処理
することもよい。その後者処理の場合には、材料の最初
に加熱された層から最後に加熱される層まで順次各層
に、前記段階（イ）及び（ロ）を連続的に繰り返して行
う。

上記段階（イ）及び（ロ）を経た材料は、自由乾燥段階
によって、前記段階（ロ）における乾燥ポテンシャルの
レベルから乾燥ポテンシャルを上昇させ、そして材料の
所望特性に応じてそのエンタルピーを変化させて、水分
の第２分量を除去され最終所定の水分含量（例えば、４
％）に乾燥される。

尚、この自由乾燥段階は、前記段階（ロ）によって材料
が前記最終所定の水分含量レベルに減少するときは、省
略することも可能である。

（実施例） 次に本発明を、いくつかの、本発明を限定するものでは
ない実施例と関連しつつ、また、空気を循環させること
により材料を乾燥させる装置を図式的に説明する図面一
葉に関連しつつ、更に詳細に説明する。

本発明を限定するものではない実施例において乾燥させ
るべき材料はグリーン麦芽からなり、これは、所定値よ
りもエンタルピーの増大変化及び乾燥速度が大きくなっ
た場合には損傷を受けやすい。麦芽の最初の水分含量は
45％でありこの含量を例えば４％に減少させることが要
求されている。

例として、周囲雰囲気の温度は15℃であり露点が10℃で
あるとする。この場合、乾燥処理が夜間も継続するとす
ると、水分は露点０℃に低下し、また同様に０℃にまで
低下した麦芽の温度は朝には３℃に戻る。

本例において乾燥方法は、簡単のため、三つの特徴的な
段階からなるように記載する。もとより実際にはこれら
の各段階はある程度相互に重複している。

図面に示すように乾燥装置は、乾燥させるべき材料（本
例の場合グリーン麦芽）のある量を収容する室（２）を
有する。空気はファン（８）により入口（６）を通じて
室（２）へ導入され、材料（４）中を通過して空気は出
口（10）から排気され、開口（12）から外気中に排出さ
れるか或いは枝管（14）を経由して再循環のためファン
（８）に戻る。弁（16）は外気中に排出される量と再循
環する空気の量との比率を調整する。

ファン（８）から入口（６）までの経路で、空気をヒー
ター（18）により加熱することができる。混合ユニット
（20）もまたファン（８）と入口（６）との間の経路に
設けられており、弁（24）により調整される水分入口
（22）を通じて蒸気或いは液体水の形の水分を導入する
のが便利なようになっている。

ファン（８）により生ずる空気流の速度は制御器（26）
によって調整され、ファンの排気側において枝管（14）
からの再循環空気では不十分である場合には弁（30）を
経由に入口（28）から空気が導入される。

入口（28）から導入された空気は通常湿った外気である
が、ある条件下では比較例或いは完全に乾燥した空気で
あってよい。

装置中を循環する空気の温度ｔは、種々の位置でセンサ
ー（T1）（T2）（T3）及び（T4）により測定される。循
環空気の水分含量ｍは同様に対応する位置で水分計（M
1）（M2）（M3）及び（M4）により測定される。

先ず乾燥の第一工程において外気がファン（８）により
入口（28）から弁（30）を通じて導入され、加熱ユニッ
ト（ヒーター）（18）により加熱され、混合ユニット
（20）中で所望程度に湿分を与えられて望ましいエンタ
ルピー及び乾燥ポテンシャルを付与され、次いで入口
（６）を経由して室（２）の中の材料（４）中に導入さ
れる。

最初の段階が継続すると、導入された空気のエンタルピ
ーが徐々に増加する一方、材料（４）に損傷を与えない
ように乾燥ポテンシャルが調整される。

材料（４）が温められることにより材料中の水分の蒸発
量が増加する。しかし空気の比エンタルピーは増加する
が、この例においては空気の乾燥能力は増加しない。

この段階は種々に変化させることができ、別の例におい
ては乾燥能力は増加するが、増大する比エンタルピーと
は一致しない。

これは通常の乾燥、例えば温度が15℃で露点が10℃であ
る外気を、麦芽を通す前に単に温めるだけの方法とは対
照的である。この場合、夜間には露点は０℃に低下し、
この条件下では乾燥工程を十分に調整することができ
ず、製品の損傷が生じうる。

比エンタルピーとは独立に乾燥能力を調整することは、
室へ入る空気の中へ、センサー（M1）により発せられる
信号（m1）により調整され量の水分を導入することによ
り実施される。

導入される水分は大気中のものであってもよく、再循環
空気中のもの或いはこの段階で混合ユニット（20）に射
入されたものであってもよく、導入された空気中の水分
含量信号は、弁（16）（24）（30）を制御するために使
用される。

従って第一段階或いは第一工程は、乾燥を伴うことのな
い材料の漸次的な加熱と共に進行する。出口（10）を経
由して室（２）から排気される空気は、再循環のために
使用されるか或いは外部へ排出される。この工程はセン
サー（M3）及び（T3）により記録される状態が一定値に
達するまで、或いは材料（４）内部の所定域における状
態が一定値に達したとセンサー（M2）及び（T2）に決定
されるまで継続する。

実際上、材料（４）を通る空気の温度及び水分含量は種
々レベルで一連の探針により決定されるのであり、図面
に示したセンサー（T2）及び（M2）にはこのような探針
の代表例と考えられるべきである。

本発明による乾燥法の第２段階は自由乾燥の一種であ
る。比エンタルピーは更に増加するが、空気の乾燥能力
も、この方法及び材料についての必要性、例えば製品の
熱効率或いは安全のために必要な要件に対応して増加し
うる。なお、この要件は本発明方法の全工程を通じて変
動するものであることが理解されるべきである。

この段階において乾燥能力の増加はなお、比エンタピー
の増加とは独立して制御される。排出される空気の少く
ともいくらかは本方法を実施している間、適宜再循環し
ており、弁（24）による水分の注入は適当に調節され
る。

例外的な条件下では乾燥空気が入口（28）から導入され
る。弁制御のために使用されるデータは従って暫くは、
導入空気と再循環空気の両方の水分含量を表示する信号
を含む。

自由乾燥工程の間においては、蒸発冷却は一般的には、
製品の温度が導入空気の値まで上昇しないことを意味す
る。逆に、探針（T2）により測定さる製品の温度が、
（M2）により決定されるように材料中の空気の水分含量
が増加することなく、上昇しはじめる時には、自由乾燥
の終了が示され第三工程即ち水分の除去が自由乾燥時の
場合ほどに継続しない限定された乾燥工程が始まる。

この段階においては材料の水分含量は典型的な場合７％
であり、この値を所望する４％にまで減少させるために
は、空気の乾燥ポテンシャルを増加させ、工程時間を短
縮して行うことが好都合である。これは次の工程：即
ち、 ヒーター（18）の作動により循環空気中の温度を上
昇させる一方、その水分含量はそのままに維持し； 温度をそのままに維持する一方、入口（28）から乾
燥空気を導入することにより水分含量を減少させ、或い
は、 調整器（26）により温度、水分含量及び循環空気の
流動速度を変化させる； ことにより実施する。

上記の例においては操作の三つの段階について相互の差
が極めて明瞭な状態で説明したけれども、実際にはある
程度の乾燥が最初から生ずる限り、自由乾燥段階は第一
段階と一体的に進行する。それにもかかわらず空気の乾
燥能力は比エンタルピーと共に、但しこれと独立的に制
御される。

自由乾燥工程が、材料の水分含量が所望レベルに減少す
るまで後続する場合には、第三工程は勿論省かれる。

上述の例はバッチ乾燥の一つであって、三段階の乾燥工
程一相互に画然としているか重複しているか−が同じ空
間域で、しかし別々の（明瞭に分かれているか重複して
いる）時間に生ずる形式である。しかしながら本発明は
連続工程についても同様に適用できるのであって、この
場合、材料の一部は第一ゾーンにおける第一工程の処理
を受け、次いで第二及び第三工程の処理条件下にある第
二及び第三ゾーンに順次移動する。材料は三つのゾーン
に連続的に進行する。この連続法においては、夫々のソ
ーンの中間的なゾーンを設け、これら中間ゾーンには各
工程間の中間的な条件を与えることにより、バッチ法に
おける各工程が重複する場合と同様な効果があげられ
る。

本発明は、基本的に乾燥方法と関連して説明しており、
この分野の応用が主たる用途と考えられる。しかしなが
ら果物或いは野菜等の産物の保蔵においては、空気その
他の気体を循環させつつ、産物中の水分含量をそのまま
に保持するか或いはかえって増加させるようにするので
あり、本発明はこのような適用にも及ぶことが理解され
るべきである。

再度繰り返すが、本発明の説明は主として材料内部の水
分含量の調整と関連して行われたけれども、本発明は材
料表面上の水分含量の調整についても適用されることが
理解されるべきである。

（効果） 本発明によれば穀類等の材料乾燥に際し、水分除去を伴
う自由乾燥段階の初期に、材料の温度は上昇するが材料
の水分含量は略一定に保持されるか、或いは若干増加す
る材料調整段階を含むので、乾燥される材料の損傷が実
質的に少なく穀類等の品質を良好に保持可能な乾燥方法
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図面は、材料中に空気を循環させることにより材料を乾
燥させるためのシステムを説明するための説明図であ
る。 図中番号（２）は材料収容室、（４）は材料、（６）は
室入口、（８）はファン、（10）は室出口、（12）は外
部への排出口、（14）は枝管、（16）は弁、（18）はヒ
ーター、（20）は混合ユニット、（22）は水分入口、
（24）は水分入口制御弁、（26）はファン制御器、（2
8）は空気入口、（30）は空気入口弁、（T1）（T2）（T
3）及び（T4）は温度センサー、（M1）（M2）（M3）及
び（M4）は水分計である。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−57856（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−150473（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−123980（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−20172（ＪＰ，Ａ) 特公 昭42−5165（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】材料上或いは材料中に気体を通過させるこ
   とにより材料を乾燥する方法であって、下記段階： （イ）乾燥気体のエンタルピーを乾燥すべき材料のエン
   タルピーに対して実質的に一定に維持するとともに前記
   気体の最少限の乾燥ポテンシャルを維持するように温度
   計、水分計を制御することにより、前記材料が乾燥しな
   いで、かつ発汗作用を生じない状態に該材料を加温する
   段階；及び （ロ）前記段階（イ）における乾燥ポテンシャルのレベ
   ルを上昇させることにより、そして前記段階（イ）のエ
   ンタルピーレベルを少なくとも維持することにより、前
   記材料から総水分の一部である第１分量を除去する段
   階； からなる穀類等の材料乾燥方法。
2. 【請求項２】前記段階（イ）及び（ロ）に続き下記段
   階： （ハ）前記段階（ロ）における乾燥ポテンシャルのレベ
   ルから乾燥ポテンシャルを上昇させることにより、そし
   て材料の所望特性に応じてそのエンタルピーを変化させ
   ることにより、前記材料が所定の水分含量となるよう水
   分の第２分量を除去する段階； を含む三つの段階からなる特許請求の範囲第１項記載の
   方法。
3. 【請求項３】材料上或いは材料中に気体を通過させるこ
   とにより材料を乾燥する方法であって、下記段階： （イ）乾燥気体のエンタルピーを乾燥すべき材料のエン
   タルピーに対して実質的に一定に維持するとともに前記
   気体の最少限の乾燥ポテンシャルを維持するように温度
   計、水分計を制御することにより、前記材料が乾燥しな
   いで、かつ発汗作用を生じない状態に該材料を加温する
   段階； （ロ）前記段階（イ）における乾燥ポテンシャルのレベ
   ルを上昇させることにより、そして前記段階（イ）のエ
   ンタルピーレベルを少なくとも維持することにより、前
   記材料から総水分の一部である第１分量を除去する段
   階； （ハ）乾燥気体の方向を考察する際、材料の最初に加熱
   された層から最後に加熱される層まで順次各層に、前記
   段階（イ）及び（ロ）を連続的に繰り返す段階；及び （ニ）前記段階（ハ）における乾燥ポテンシャルのレベ
   ルを上昇させることにより、そして材料の所望特性に応
   じてそのエンタルピーを変化させることにより、前記材
   料が所定の水分含量となるよう水分の第２分量を除去す
   る段階； からなる穀類等の材料乾燥方法。