JPH0721380B2 - 真空ベルト乾燥機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は真空ベルト乾燥機に関するものであり、更に詳
しくは液状、スラリー状もしくはペースト状の原料を真
空乾燥し、顆粒状の乾燥製品として取出すための真空ベ
ルト乾燥機の製品粉砕装置に関するものである。

従来の技術 近年、食生活の多様化に伴って数多くの種類の加工食品
材料やインスタント食品が市販されている。このような
食品加工分野に於いては、消費者が製品を調理素材とし
て使用する場合の溶解性と即席性を所定の水準に維持す
ると共に、最終製品に品質の低下と成分の変質を伴わな
い復元性を付与する目的で、各種の常圧乾燥装置や真空
乾燥装置が使用されている。このような乾燥装置のなか
でも調理素材たる製品の溶解性を良好な水準に維持する
ことが比較的容易である点に着目され、真空乾燥装置の
使用分野が急速に増大しつつある。汎用の真空乾燥装置
としては、噴霧乾燥機や凍結乾燥機が知られているが、
前者は乾燥コストが安価である反面、製品の溶解性と品
質の保持性能あるいは成分変化の防止性能が幾分劣り、
後者は氷結・昇華工程を採用していることに起因して構
造の複雑化や乾燥コストの高騰という問題点を付随せし
めている。ここに於いて、蒸気噴霧乾燥機や凍結乾燥機
に認められている実用上の問題点の解決手段として、真
空ベルト乾燥機の開発が要請されるに至った。真空ベル
ト乾燥機は、真空容器内に加熱ゾーンとベルト搬送装置
を設け、液状、スラリー状、もしくはペースト状をなす
食品材料を無端搬送ベルト上に薄膜状に供給し、該無端
搬送ベルトの回動によって食品材料を加熱ゾーンに導
き、比較的低温の乾燥条件下で真空乾燥を施すように構
成されている。この際、ベルト上に薄膜状を呈して載置
された食品材料には内部に含有されている水分の激しい
蒸発現象が生起し、前記食品材料は膨化すると共に内部
に多数の通気孔を形成し、多孔質の中間製品としてクラ
ッシャーに送り出される。このように真空ベルト乾燥機
は、慣用の噴霧乾燥機や凍結乾燥機の代替技術手段とし
て次第にその有用性が認識されつつある。

発明が解決しようとする問題点 真空ベルト乾燥機は、品質の保持性能、成分変化の防止
性能、あるいは乾燥コストの低減性に於いて、公知の噴
霧乾燥機や凍結乾燥機を大幅に上廻る性能を発揮するこ
とができるが、乾燥処理を施すべき食品材料の多様化に
対応するためには構造ならびに機能上更に改良を要する
点が少なくない。

例えば、前記無端搬送手段の終端部には普通、回転ブレ
ード等の中間製品の剥離粉砕装置が設けられているが、
既存の装置は構造が複雑な割りに剥離粉砕能力が不充分
であり、最終製品に粒度の不均一や歩留まりの低下等の
欠点を派生せしめていた。

本発明の主要な目的は、在来の真空ベルト乾燥機に認め
られた上記の如き問題点を解消し得る、構造の簡易性と
粉砕機能の安定性を備えた真空ベルト乾燥機を提供する
ことにある。

問題点を解決するための手段 斯かる目的に鑑みて本発明は、液状、スラリー状もしく
はペースト状に調合された原材料を真空乾燥し、顆粒状
の乾燥製品として取出すための真空ベルト乾燥機に於い
て、真空容器（18）内に回動自在に架装された無端搬送
ベルト（１）の原材料排出端に、流体圧シリンダ機構
（９）による剪断刃（10）の上下動により、搬送ベルト
（１）反転部から突出した状態の中間製品を一次粉砕す
るプレクラッシャー（11）と、 無端搬送経路終端で反転した搬送ベルト（１）の稍下方
表面にケーキ掻取りブレード（46）を弾接し、搬送ベル
ト（１）表面の残存ケーキを剥離するスクレバー（40）
と、更に下方の本体出口ダクト内に位置し、回転刃（1
3）とその回動経路の下方略半周に亘って囲繞するメッ
シュ金網（14）を具え回転刃（13）の回動によってケー
キ破砕片をメッシュ金網（14）に圧接し、二次粉砕する
メインクラッシャー（15）、ならびに真空ロック機構
（16）を有する製品取出しチャンバー（17）を順次配設
してなる乾燥機を要旨とするものである。

作用 液状、スラリー状、もしくはペースト状に調合された加
工食品の原材料は、無端搬送ベルト（１）上に延展され
た状態で真空乾燥され、この後、プレクラッシャー（1
1）ならびにメインクラッシャー（15）によって多段粉
砕され、顆粒状の製品として真空ロック機構（16）を有
する製品取出しチャンバー（17）内に落下し、回分方式
で系外に取出される。

実施例 第１図は、本発明装置の全体構造を例示する一部分を断
面にした正面図である。また、第２図乃至第４図は、本
発明装置の要部構造の説明図である。

第１図に於いて真空容器（18）の本体には、公知の真空
ポンプ（19）、コールドトラップ（20）、ならびにチラ
ーユニット（21）からなる真空発生装置（28）が配設さ
れており、該真空発生装置を作動することによって原材
料の乾燥時に真空容器の本体（８）内を10Torr前後の真
空度に保持し得るように構成されている。

一方、真空容器（18）の内部には、無端搬送ベルト
（１）の移動経路に原材料供給側から製品送出側に向か
って、内部に熱水の流路を形成してなる第１乃至第３の
加熱プレート（6a）、（6b）、（6c）と、内部に冷却水
の流路を形成してなる冷却プレート（７）が順次配設さ
れており、これに対応して前記加熱プレートと冷却プレ
ートによって構成された真空乾燥装置（８）に所定温度
に調整された熱水ならびに冷却水を供給するため、前記
真空容器（18）の本体には、熱水循環ライン加熱器とし
て機能する公知のチューブ式もしくはプレート式熱交換
器（22）、エアー加圧により熱水の循環を促進する膨張
タンク（23）、ならびに温度制御回路（図示省略）に接
続された循環ポンプ（24）からなる加熱媒体と冷却媒体
の循環装置が接続されている。

無端搬送装置は、第２図に見られるように基本的にはモ
ータ（25）、ドライブローラ（26）、ドリブンローラ
（27）、ならびに合成繊維系条、例えばポリエステル繊
維糸条の編織布を無端状に接続してなるメッシュベルト
（１）から構成されており、該メッシュベルトを前記ド
ライブローラ（26）とドリブンローラ（27）に巻回して
なる駆動系を構成することによって0.05乃至0.5m/minの
搬送速度を有する恒速搬送装置を形成している。メッシ
ュベルト（１）は、無端搬送装置に要求される一般的な
特性を考慮し、強度、摩擦係数、耐熱性および伝熱性に
優れた合成繊維糸条の編織布から製作するが、本発明装
置に於いては真空乾燥された中間製品の剥離性、織目や
編目からの原材料や中間製品の洩れ防止性、ならびに洗
浄性を所定の水準に維持するためポリエステルのマルチ
フィラメントヤーンの織成布から無端搬送ベルトを製作
している。尚、メッシュベルト（１）は、上記の要求特
性に鑑みて、シリコンやポリテトラフルオルエチレン等
の樹脂で表面処理を施すことが望ましい。

原材料供給装置（５）のノズル（３）からメッシュベル
ト（１）上に供給された加工食品の原材料は、恒速移動
する該メッシュベルト上に延展した状態で真空容器（1
8）内を移動し、この間に熱水循環式の真空乾燥・冷却
装置（８）によって真空乾燥処理を施こされる。

第１の加熱プレート（6a）によって構成された第Ｉ加熱
ゾーンに導入された薄膜状の原材料は多量の水分を含ん
でいるが、加熱プレート（6a）内を流れる高温の熱水か
ら伝達された熱エネルギーによって原材料が乾燥され表
面と内部で同時に水分の蒸発が始まるため、薄膜状に延
展された原材料は激しく膨化しながら真空乾燥を施され
る。この第Ｉ加熱ゾーンは恒率乾燥状態に保持されてい
るから、原材料自身の温度は殆ど上昇せず、原材料は保
有水分の略半分を蒸発させた状態で後続の第II加熱ゾー
ンに送り出される。

第II加熱ゾーンを形成する第２の加熱プレート（6b）内
には、前記第１の加熱プレート（6a）内に供給される熱
水よりも稍低温の熱水が導入されており、原材料は恒率
乾燥によって保有水分の大部分を蒸発させる。このため
原材料の膨化厚さと表面形状は殆ど変化せず、原材料の
表面は多少硬化すると共に原材料自身の温度も上昇し始
める。この第II加熱ゾーンに於いては、原材料の熱伝導
率が多少低下するので、加熱プレート（6b）内に導入す
る熱水の温度を第Ｉ加熱ゾーンよりも少し低目に設定
し、且つ、熱流束も幾分小さくなるように乾燥処理条件
を調節する。斯くして原材料は、含有水分の略90パーセ
ントを蒸発せしめた状態で第II加熱ゾーンから後続の第
III加熱ゾーンに送り出される。

第３の加熱プレート（6c）によって形成された第III加
熱ゾーンに導入された原材料は、前記第Ｉ加熱ゾーンな
らびに第II加熱ゾーンよりも更に低い水分保有量を有
し、膨化現象を伴うことなく最終水分率迄穏やかに真空
乾燥される。即ち、第III加熱ゾーンに於いては原材料
は減率乾燥され、表面を硬化させると共にそれ自体の温
度を上昇せしめる。この第III加熱ゾーンに於いては、
原材料の熱伝導率が大幅に低下するので、前記第Ｉ加熱
ゾーンおよび第II加熱ゾーンよりも加熱プレート（6c）
内に導入すべき熱水の温度を更に低く設定し、小さな熱
流束の作用下に原材料に真空乾燥を施し後続の冷却ゾー
ンに送り出す。

冷却ゾーンに送り込まれた原材料は、冷却プレート
（７）内に導入された低温の水によって冷却され、原材
料自身の温度を低下させると共にその硬度を増大させ、
これによって中間製品の剥離性向上ならびに吸湿性減少
に好適な最終乾燥状態を取得する。このようにして真空
下に加熱・冷却された中間製品、即ち膨化製品は、多孔
質ケーキとなり、メッシュベルト（１）上に供液形状に
対応したトレースを残しながら無端搬送経路の終端に到
着する。

ここに於いて、前記無端搬送経路の終端には、第２図に
見られるように液体圧シリンダ機構（９）と、該流体圧
シリンダ機構の往復動ピストン（38）に固設された剪断
刃（10）からなるプレクラッシャー（11）が設けられて
いる。従って、無端搬送経路の終端に到達した中間製品
は、メッシュベルト（１）の反転部から突出した状態で
前記剪断刃（10）の上下動により一次粉砕され、本体下
部出口ダクト（39）内へ多孔質ケーキの粉砕片として落
下する。尚、無端搬送経路の終端には、上方から下方に
回転しながら反転したメッシュベルト（１）の表面か
ら、付着している残存ケーキを剥離するためのスクレー
バー（40）が設けられている。スクレーバー（40）は第
３図に例示するように、真空容器（18）の本体に固設さ
れた支持ブラケット（41）にルーロン軸受（49）を介し
て回転自在に支承されたシャフト（42）、該シャフトか
ら延びるアーム（43）、（44）に刃押えプレート（45）
を介して固定されたフッ素樹脂製のケーキ掻取りブレー
ド（46）、該ケーキ掻取りブレード（46）の刃先をメッ
シュベルト（１）に対し弾性的に押し付けるため、前記
アーム（43）と支持ブラケット（41）の基端部を支持す
るベースプレート（47）との間に懸架された引張りスプ
リング（48）から構成されており、ケーキ掻取りブレー
ド（46）をメッシュベルト（１）の反転部の稍下方で前
記引張りスプリング（48）による付勢下にメッシュベル
トの略全幅に亘って押し付けることによって残存ケーキ
をメッシュベルト（１）の表面から剥離する。

一方、前記プレクラッシャー（11）の下方に位置する本
体下部出口ダクト（39）内には、第４図に見られるよう
に外部モータ（50）によって回転駆動されるシャフト
（51）に支持プレート（52）を介して固定されたフッ素
樹脂製のプレート形回転刃（13）と、該回転刃の回動経
路の下方略半周を囲繞するように回転刃（13）の刃先と
所定の間隔を置いて配設されたメッシュ金網（14）から
なるメインクラッシャー（15）が設けられている。プレ
クラッシャー（11）によって一次粉砕された中間製品、
つまり多孔質ケーキの破砕片は、回転刃（13）の回転に
よって所定の網目寸法を有するメッシュ金網（14）に圧
接され、二次粉砕された顆粒として真空ロック機構（1
6）を有する製品取出しチャンバー（17）内に落下し、
真空状態保存下に貯溜される。ここに於いて真空ロック
機構（16）は、製品取出しチャンバー（17）と、その上
部に設けられた第１のエアロック弁（53）と、製品取出
しチャンバー（17）の下部に設けられた第２のエアロッ
ク弁（54）とによって構成されており、更に必要に応じ
て、製品の吸湿または酸化防止手段として、チッ素ガス
等の不活性ガスの供給弁を製品取出しチャンバー（17）
に付設している。

顆粒状に粉砕された製品は、第１のエアロック弁（53）
を開き第２のエアロック弁（54）を閉じることによって
真空状態に維持されている製品取出しチャンバー（17）
内に貯溜されるが、製品の収納量が予め決められた水準
に到達した時点で第１のエアロック弁（53）を閉じ、且
つ、第２のエアロック弁（54）を開いて製品取出しチャ
ンバー（17）内の真空状態を解除し、大気圧下で製品の
取出し作業を開始する。この製品取出し作業が終了した
時点で真空容器（18）の本体に洗浄処理を施し、この
後、第１のエアロック弁（53）と第２のエアロック弁
（54）を操作して製品取出しチャンバー（17）内を真空
状態に復元させ、同時に前記真空ポンプ（19）、コール
ドトラップ（20）、ならびにチラーユニット（21）から
なる真空発生装置（28）を起動して前記真空容器の本体
（18）内の真空度を真空乾燥処理の再開に必要な所定の
水準に調整する。この状態で前記同様の運転要領に従っ
て真空乾燥・冷却装置（８）による乾燥条件を調整して
原材料の真空乾燥作業を再開する。

以上、本発明の好適な実施態様を図面の例示に基づいて
説明したが、本発明の要旨は、このような例示説明によ
って限定解釈されるべきものではなく、特許請求の範囲
に特定された基本的構成要件に基づく種々の応用例を包
含することができる。例えば、製品取出しチャンバー
（17）の容量が大きい場合に、該製品取出しチャンバー
から真空容器（18）内に系外からの空気が流入するのを
防止するため、製品取出しチャンバー（17）専用の第２
の真空発生装置を設けることができる。更に仕掛銘柄の
変更に際し真空容器（18）の内部を殺菌したり洗浄した
りするためのスチーム加熱殺菌装置や洗浄装置を付設す
ることができる。尚、本発明の実施に際し前記真空ポン
プ（19）、コールドトラップ（20）、チラーユニット
（21）、ならびに真空乾燥・冷却装置（８）等の容量
は、真空度ならびに乾燥度の保持だけでなく、真空容器
（18）の本体内部の結露防止機能をも考慮して決定する
ことが望ましい。

更に本発明の応用例として、複数段の無端搬送ベルト
（１）を真空容器（18）の内部に架装して真空ベルト乾
燥機を構成することもできる。

発明の効果 以上の説明から理解し得る如く、本発明装置に於いて
は、無端搬送手段の終端部にプレクラッシャーとメイン
クラッシャーとからなる多段破砕装置を設け、これを真
空乾燥・冷却装置と共働させることによって、粒径調節
の容易な、且つ、構造の簡易な顆粒化装置を構成してい
る。従って、本発明装置を使用することによって、粒径
の揃った最終商品、例えば即席コーヒー、粉末スープ、
粉末みそ等の顆粒状加工食品を安定した操業条件に従っ
て製造することができる。

斯くして、本発明に係る真空ベルト乾燥機は、在来装置
に認められた種々の欠点を全面的に解消し得るものとし
て、加工食品の品質向上ならびに製造コストの低減に特
筆すべき効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の全体構造を例示する一部分を断面
にした正面図である。第２図乃至第４図は、本発明装置
の要部構造の説明図である。 （１）…無端搬送ベルト、（９）…流体圧シリンダ機
構、（10）…剪断刃、（11）…プレクラッシャー、（1
3）…回転刃、（14）…メッシュ金網、（15）…メイン
クラッシャー、（16）…真空ロック機構、（17）…製品
取出しチャンバー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液状、スラリー状もしくはペースト状に調
   合された原材料を真空乾燥し、顆粒状の乾燥製品として
   取出すための真空ベルト乾燥機に於いて、 真空容器内に回動自在に架装された無端搬送ベルトの原
   材料排出端に、 流体圧シリンダ機構（９）による剪断刃（10）の上下動
   により、搬送ベルト（１）反転部から突出した状態の中
   間製品を一次粉砕するプレクラッシャー（11）と、 流体圧シリンダ機構（９）による剪断刃（10）の上下動
   により、搬送ベルト（１）反転部から突出した状態の中
   間製品を一次粉砕するプレクラッシャー（11）と、 無端搬送経路終端で反転した搬送ベルト（１）の稍下方
   表面にケーキ掻取りブレード（46）を弾接し、搬送ベル
   ト（１）表面の残存ケーキを剥離するスクレバー（40）
   と、更に下方の本体出口ダクト内に位置し、回転刃（1
   3）とその回動経路の下方略半周に亘って囲繞するメッ
   シュ金網（14）を具え回転刃（13）の回動によってケー
   キ破砕片をメッシュ金網（14）に圧接し、二次粉砕する
   メインクラッシャー（15）ならびに真空ロック機構を有
   する製品取出しチャンバーを順次配設したことを特徴と
   する真空ベルト乾燥機。