JP5697488B2

JP5697488B2 - 気流乾燥装置

Info

Publication number: JP5697488B2
Application number: JP2011042550A
Authority: JP
Inventors: 正元金子
Original assignee: Kinsei Sangyo Co Ltd
Current assignee: Kinsei Sangyo Co Ltd
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2031-02-28
Also published as: JP2012180943A

Description

本発明は、被乾燥物を熱風により旋回乾燥させる気流乾燥装置に関する。

従来この種の気流乾燥装置としては、下記特許文献１に示すように、被乾燥物が投入される乾燥室の底部に多数のボールを被加熱物と共に投入する装置が知られている。かかる特許文献１記載の装置によれば、ボールにより被乾燥物を粉砕することで、乾燥を促進する。

また、下記特許文献２に示すように、被乾燥物が投入される乾燥室の底部に回転翼を設けた装置が知られている。かかる特許文献２記載の装置によれば、回転翼により熱風による旋回を補助して、被乾燥物の乾燥を促進する。

特開２００１−１３３１５０号公報特開２００６−２６６５５２号公報

しかしながら、特許文献１および２記載の装置は、被乾燥物を完全に乾燥させて別室に移動させて乾燥物を回収するものであり、乾燥室内に比重の大きな乾燥物が滞留しても、これを分離して取り出すことができないという不都合がある。

ここで、特許文献１および２記載の装置で乾燥物を乾燥室から取り出すことも考えられるが、乾燥室の下部にボールや回転翼があり、比重の大きな乾燥物を取り出すことは困難である。一方で、比重の大きな乾燥物を取り出すためには、乾燥室の下部にボールや回転翼を配置することができず、被乾燥物を粉砕等して完全に乾燥することが困難となる。

そこで、本発明は、以上の事情に鑑みて、被乾燥物を乾燥させて比重の異なる乾燥物を分離して取り出すことができる気流乾燥装置を提供することを目的とする。

第１発明の気流乾燥装置は、
縦向きに配置された円筒形状の第１乾燥室と、該第１乾燥室と互いに上側で連通した逆円錐形状の第２乾燥室と、該第１乾燥室内に被乾燥物を所定の割合で投入する投入装置と、該第１乾燥室内に供給する熱風を発生させる熱風発生装置と、該第１乾燥室内の温度を検知する温度検知手段とを備え、該熱風発生装置から該第１乾燥室内に供給された熱風により、該投入装置により投入された被乾燥物を旋回乾燥させ、乾燥させた被乾燥物のうち比重の大きな第１乾燥物を該第１乾燥室内に留置して該第１乾燥室内から回収すると共に、比重の小さな第２乾燥物を第２乾燥室に移動させて該第２乾燥室から回収する気流乾燥装置であって、
前記第１乾燥室は、ストレート円筒形状であって、反転可能なバタフライダンパからなる底面と、該底面上に吹き込むように複数分散配置された熱風供給口と、該底面から該第１乾燥室内に向かって突出した錘形のコーン部とを有し、
前記熱風発生装置により前記温度検知手段の検知温度が前記被乾燥物の乾燥を開始する第１温度となったタイミングで、前記投入装置により被乾燥物の前記第１乾燥室内への投入を開始すると共に、該被乾燥物の投入により該検知温度が低下して閾値温度である第２温度となったタイミングで、該投入装置による被乾燥物の該第１乾燥室への投入を停止して既投入の被乾燥物を乾燥させ、該乾燥が終了したタイミングで前記該底面を反転させることを特徴とする。

第１発明の気流乾燥装置によれば、被乾燥物の第１乾燥室への投入が、第１乾燥室内の温度に基づいて次のように制御される。

すなわち、熱風発生装置から供給される熱風により第１乾燥室の温度が、被乾燥物の投入開始温度である第１温度となると、投入装置により所定の割合で被乾燥物を第１乾燥室内に投入し始める。これにより、第１乾燥室内に被乾燥物の塊ができ、該塊が粉砕されず、十分な乾燥が為されずに、第１乾燥室の底部に残留することを回避することができる。

さらに、被乾燥物の第１乾燥室内への投入により、被乾燥物による吸熱および乾燥時の気化熱で第１乾燥室内の温度が徐々に低下するが、第１乾燥室内の温度が閾値温度である第２温度となったタイミングで、被乾燥物の第１乾燥室への投入を停止させることで、第１乾燥室内を被乾燥物の乾燥に適した温度に維持することができる。そのため、乾燥室の下部にボールや回転翼等がなくても、被乾燥物を第１乾燥室内で確実に乾燥させることができ、第１乾燥室内に滞留する比重の大きな乾燥物と、第２乾燥室に移動する比重の小さな乾燥物とを分けて分離することができる。

このように第１発明の気流乾燥装置によれば、被乾燥物を乾燥させて比重の異なる乾燥物を分離して取り出すことができる。

第２発明の気流乾燥装置は、第１発明において、
前記投入装置による前記被乾燥物の投入を停止した後、前記温度検知手段の検知温度の上昇割合が所定の閾値を超えたタイミングで被乾燥物の乾燥を終了することを特徴とする。

第２発明の気流乾燥装置によれば、被乾燥物の第１乾燥室内への投入を停止することにより、第１乾燥室内に導入される熱風により第１乾燥室内の温度が上昇する。そして、この温度の上昇割合は、被乾燥物の乾燥終了により被乾燥物による吸熱および気化熱がなくなることで、大きくなる。そのため、第１乾燥室内の温度上昇の割合が所定の閾値を超えたタイミングで被乾燥物の乾燥を終了することで、確実かつ無駄なく被乾燥物を乾燥させて比重の異なる乾燥物を分離して取り出すことができる。

なお、被乾燥物の乾燥を終了することには、例えば、熱風発生装置から第１乾燥室内に導入される熱風を遮断することにより被乾燥物の乾燥を終了することのほか、第１乾燥室内に滞留する比重の大きな乾燥物を第１乾燥室から取り出すこと、さらに、第２乾燥室内から比重の小さな乾燥物を取り出すことが含まれる。

第３発明の気流乾燥装置は、第１発明において、
前記投入装置による前記被乾燥物の投入を停止した後、前記温度検知手段の検知温度が、前記被乾燥物が乾燥状態となる、前記第２温度より大きく前記第１温度以下の第３温度となったタイミングで被乾燥物の乾燥を終了することを特徴とする。

第３発明の気流乾燥装置によれば、被乾燥物の第１乾燥室内への投入を停止することにより、第１乾燥室内に導入される熱風により第１乾燥室内の温度が上昇する。そして、第１乾燥室内の温度が、乾燥終了である第３温度となったタイミングで、被乾燥物の乾燥を終了する。これにより、簡易に被乾燥物が乾燥したか否かを判定することができ、確実かつ無駄なく被乾燥物を乾燥させて比重の異なる乾燥物を分離して取り出すことができる。

本発明の気流乾燥装置の全体構成を示すシステム構成図。図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図。底部の構造を示す説明図。被乾燥物の乾燥工程を示すタイムチャート。

図１に示すように、本実施形態の気流乾燥装置は、例えば、鰹節、茶葉、おから、卵の殻等のいずれかを被乾燥物として、被乾燥物を熱風により旋回乾燥させてその乾燥物を回収する装置であって、第１乾燥室１０と、第２乾燥室２０と、被乾燥物の投入装置３０と、熱風発生装置４０と、制御装置５０とを備える。

第１乾燥室１０は、縦向きに配置された円筒形状の乾燥室であって、その上側の側面に乾燥した乾燥物を第２乾燥室２０へ移動させるための移送口１１が設けられている。また、第１乾燥室１０の下側の側面には、熱風発生装置４０から供給された熱風が導入される熱風導入口１２が設けられている。さらに、第１乾燥室１０の側面には、投入装置３０から第１乾燥室１０内に供給するための被乾燥物の供給口１３が設けられている。

第１乾燥室１０の下部には、第１乾燥室１０の底部１４側から回収される比重の大きな乾燥物を収容するための箱形の第１回収部１５が設けられている。第１回収部１５には、図示しない取っ手が取り付けられており、ケーシングから第１回収部１５のみが引き出されるようになっている。

第２乾燥室２０は、逆円錐形状の乾燥室であって、その上側の側面に第１乾燥室１０の移送口１１と接続される接続受口２１が設けられている。また、第２乾燥室２０の天井からその内部に向かって排出筒２２が突出して設けられている。

第２乾燥室２０の下部には、第２乾燥室２０の底部２４側から回収される比重の小さな乾燥物を収容するための箱形の第２回収部２５が設けられている。第２回収部２５には、図示しない取っ手が取り付けられており、ケーシングから第２回収部２５のみが引き出されるようになっている。

投入装置３０は、被乾燥物が収納される箱型の本体３１の下側がテーパー状となって絞られており、下部にスクリューコンベア３２が設けられている。一方、本体３１の上側は開口部となっており、開口部には図示しない上蓋が設けられている。

スクリューコンベア３２は、その一端にモータ３３が減速機を介して設けらてれおり、他端側が第１乾燥室１０の被乾燥物の供給口１３に臨ませて配置される。そして、モータ３３の駆動力が減速機を介してスクリューコンベア３２に伝達されることにより、本体３１内に収納されている被乾燥物が自重でスクリューコンベア３２側に落ちてスクリューコンベア３２により撹拌されながら第１乾燥室１０内へと供給される。

このとき、モータ３３の回転数を変更することで、被乾燥物を所望の速度、すなわち、単位時間の所望の供給量に制御することができる。

熱風発生装置４０は、循環ファン６０から供給された空気を加熱して第１乾燥室内に供給する装置であって、筒型の内部に複数の電気ヒータを備え、上側に循環ファン６０から供給された空気を導入する空気導入口４１と、電気ヒータにより加熱された加熱空気を供給する加熱空気供給口４２とを備える。

制御装置５０は、第１乾燥室１０内に設けられて第１乾燥室１０内の温度を検知する第１温度センサ７１（本発明の温度検知手段に相当する）と、熱風発生装置４０の加熱空気供給口４２に設けられて加熱空気の温度を検知する熱風温度センサ７２との検知温度が入力される。

さらに、制御装置５０は、かかる検知温度に基づいて、第１乾燥室１０における被乾燥物の乾燥開始および乾燥終了を制御する。より具体的には、制御装置５０は、主として第１温度センサ７１の検知温度に基づいて、投入装置３０を制御して被乾燥物を第１乾燥室１０内に投入すると共に、熱風発生装置４０および循環ファン６０の出力を制御する。さらに、制御装置５０は、被乾燥物の乾燥が終了したと判断し、所定の処理を行う。

なお、制御装置５０には、必要に応じて、運転状態を示す液晶表示パネルまたはランプが設けられる。

ここで、第１乾燥室１０と第２乾燥室２０とは、第１乾燥室１０の移送口１１と第２乾燥室２０の接続受口２１との間が移送ダクト８１により接続され、第２乾燥室２０と循環ファン６０とは、第２乾燥室２０の排出筒２２と循環ファン６０の吸気口（図示省略）との間が排気ダクト８２により接続されている。

また、循環ファン６０と熱風発生装置４０とは、循環ファン６０の供給口６１と熱風発生装置４０の空気導入口４１とが空気供給ダクト８３により接続され、熱風発生装置４０と第１乾燥室１０とは、熱風発生装置４０の加熱空気供給口４２と第１乾燥室１０の熱風導入口１２とが、熱風供給ダクト８４により接続されている。

次に、図２を参照して、第１乾燥室１０へ熱風を供給する構成について説明する。

熱風発生装置４０から供給された加熱空気である熱風は、熱風導入口１２から第１乾燥室１０の内部にその接線方向から吹き込むように複数分散配置された熱風供給口１６，１６，・・・から、第１乾燥室１０内に供給される。

このように、熱風発生装置から供給された熱風が第１乾燥室１０の下部の周壁の接線方向から吹き込むように熱風供給口１６が複数分散配置されていることで、第１乾燥室内に強力な旋回流を生じさせることができる。

次に、図３を参照して、第１乾燥室１０の底部１４の構成について説明する。

底部１４は、図３（ａ）に示すように、その底面１４ａがバタフライダンパになっており、その底面１４ａから第１乾燥室１０内に向かって、錐形のコーン部１４ｂが設けられている。さらに、底面１４ａは、（バタフライダンパの構造上）径方向において底面１４ａを軸支する回転軸にダンパ駆動モータ１４ｃが設けられており、図３（ｂ）に示すように、ダンパ駆動モータ１４ｃにより底面１４ａを半転可能となっている。

また、第２乾燥室２０についても、底部２４の底面２４ａは、バタフライダンパとなっており、ダンパ駆動モータ２４ｃにより半転可能となっている。

なお、底部１４のダンパ駆動モータ１４ｃおよび底部２４のダンパ駆動モータ２４ｃは、いずれも、制御装置５０に接続されており、制御装置５０からの制御信号によりダンパが開閉される。

以上のように構成された気流乾燥装置よる被乾燥物の乾燥処理方法について、図１および図４を参照しながら説明する。

まず、被乾燥物を乾燥処理する際には、投入装置３０の上蓋を外して、本体３１内に被乾燥物を投入する。被乾燥物は、例えば、鰹節、茶葉、おから、卵の殻等のいずれかであり、これを本体３１内に投入すると、被乾燥物は自重によりスクリューコンベア３２側へと移動し、モータ３３を駆動することにより、いつでも被乾燥物をスクリューコンベア３２により第１乾燥室１０へ投入可能な状態となる。

次いで、制御装置５０により、熱風発生装置４０および循環ファン６０を作動させて、熱風の第１乾燥室１０への供給を開始する。具体的には、図４の時刻ｔ_０から熱風を単位時間あたり一定流量の熱風を第１乾燥室１０へ供給する。

そして、第１乾燥室１０内の温度が上昇して、第１温度センサ７１の検知温度が、被乾燥物の乾燥開始温度である第１温度に到達すると、制御装置５０により、投入装置３０のモータ３３を駆動してスクリューコンベア３２により、単位時間あたり所定量の被乾燥物を第１乾燥室１０内に投入する。具体的には、図４の時刻ｔ１で、第１乾燥室内の温度が乾燥開始となる第１温度（例えば２００℃）に到達すると、そのタイミングで投入装置３０により被乾燥物を第１乾燥室１０内に投入する。

ここで、第１温度は、被乾燥物に応じて決定される温度であって、被乾燥物が焦げる温度未満で、且つ被乾燥物の乾燥時の下限温度閾値である第２温度より高い温度の範囲で任意に設定される。

第１乾燥室１０内に投入された乾燥物は、熱風発生装置４０から供給されて複数の熱風供給口１６，１６，・・から吹き出した熱風の旋回流により、第１乾燥室１０の底部１４を転がりながら粉砕されると共に表面から乾燥して、第１乾燥室１０内に舞い上がり浮遊旋回する。

そのため、被乾燥物の第１乾燥室１０内への投入速度を高めすぎると、第１乾燥室１０の底部１４に被乾燥物が蓄積し得る。そのため、被乾燥物の粘性や水分量等に基づいて、適当な投入速度で被乾燥物を第１乾燥室１０内へ投入する。

次に、被乾燥物の第１乾燥室１０への投入により、第１乾燥室１０内の温度が低下すると、制御装置５０は、第１温度センサ７１の検知温度が下限閾値温度である第２温度となったタイミングで、モータ３３の駆動を停止し、被乾燥物の第１乾燥室１０への投入を停止する。具体的には、時刻ｔ_２で、第１温度センサ７１の検知温度が第２温度（例えば１５０℃）となったタイミングで、被乾燥物の第１乾燥室１０への投入を停止する。

被乾燥物の第１乾燥室１０への投入を停止すると、第１乾燥室１０内の温度が再び上昇し始める。そして、第１乾燥室１０の温度が第３温度まで上昇すると、制御装置５０は、ダンパ駆動モータ１４ｃを駆動して底面１４ａを半転させる。

ここで、第３温度は、第１乾燥室１０内へ投入された被乾燥物が全て乾燥した場合の第１乾燥室１０内の温度であって、被乾燥物に応じて、被乾燥物が焦げ付かないように、第２温度より大きく前記第１温度以下の温度に設定される。

具体的には、時刻ｔ_３で、第１温度センサ７１の検知温度が第３温度（例えば１９５℃）となったタイミングで、制御装置５０は、ダンパ駆動モータ１４ｃおよび２４ｃを駆動して底面１４ａおよび２４ａを９０度半転させる。

第１乾燥室１０において、ダンパ駆動モータ１４ｃにより底面１４ａが半転すると、コーン部１４ｂが横向きになると共に、熱風供給口から供給された熱風が半転した底面に当るようになり、第１乾燥室１０の旋回流が失われる。そのため、第１乾燥室１０内で浮遊旋回していた、比較的比重の大きな乾燥物は、第１乾燥室１０の下側へと落下し、半転して立ち上がった状態の底面１４ａを通過して、第１回収部１５に収容される。

同様に、第２乾燥室２０において、ダンパ駆動モータ２４ｃにより底面２４ａが半転すると、底面２４ａに蓄積するか第２乾燥室２０内を浮遊していた、比較的比重の小さな乾燥物は、第２乾燥室２０の下側へと落下し、半転して立ち上がった状態の底面２４ａを通過して、第２回収部２５に収容される。

そして、制御装置５０は、第１乾燥室１０および第２乾燥室２０内の乾燥物が第１回収部１５および第２回収部２５に落下して収納される所定時間経過後の時刻ｔ_４に、ダンパ駆動モータ１４ｃおよび２４ｃを駆動して底面１４ａおよび２４ａを逆方向に９０度半転させて、底面１４ａおよび２４ａを閉鎖する。

次いで、制御装置５０は、底面１４ａおよび２４ａの閉鎖後、再び、第１乾燥室１０の温度が第１温度となったタイミングで、投入装置３０を介して第１乾燥室１０内に被乾燥物を投入し、次の被乾燥物の乾燥を行う。以下、同じサイクルで被乾燥物を連続的に乾燥させ、比重の大きな乾燥物と比重の小さな乾燥物とを分離して回収することができる。

以上詳しく説明したように、本実施形態の気流乾燥装置によれば、被乾燥物を乾燥させて比重の異なる乾燥物を分離して取り出すことができる。

なお、本実施形態においては、被乾燥物の第１乾燥室１０への投入を停止した後、第１乾燥室１０内の温度が再び上昇して第３温度となったタイミングで、第１および第２乾燥室１０，２０内の乾燥物を第１および第２回収部１５，２５に搬出しているが、これに限定されるものではない。

例えば、投入装置３０が被乾燥物の投入を停止した後、第１乾燥室１０内の温度上昇の変化（変化の割合）に基づいて、第１乾燥室１０へ投入された被乾燥物が乾燥したことを検知してもよい。具体的には、被乾燥物の乾燥が進むにつれて、第１乾燥室１０内の（単位時間当たりの）温度上昇率が大きくなるため、第１乾燥室内の温度上昇の割合が所定の閾値を超えたタイミングで被乾燥物の乾燥を終了することで、確実かつ無駄なく被乾燥物を乾燥させて比重の異なる乾燥物を分離して取り出すことができる。

また、本実施形態では、電動式のバタフライダンパにより、底面１４ａおよび２４ａを半転させているが、これに限定されるものではなく、例えば、レバー式のバタフライダンパ等により底部１４，２４を構成して、ユーザによりこれを半転させてもよい。この場合、制御装置５０には、図示しない、運転状態を示す液晶表示パネルまたはランプの表示手段が設けられており、表示手段により被乾燥物の乾燥が終了したことをユーザに認識させるように構成される。

１０…第１乾燥室、１４…底部、２０…第２乾燥室、３０…投入装置、４０…熱風発生装置、５０…制御装置、７１…第１温度センサ（温度検知手段）。

Claims

縦向きに配置された円筒形状の第１乾燥室と、該第１乾燥室と互いに上側で連通した逆円錐形状の第２乾燥室と、該第１乾燥室内に被乾燥物を所定の割合で投入する投入装置と、該第１乾燥室内に供給する熱風を発生させる熱風発生装置と、該第１乾燥室内の温度を検知する温度検知手段とを備え、該熱風発生装置から該第１乾燥室内に供給された熱風により、該投入装置により投入された被乾燥物を旋回乾燥させ、乾燥させた被乾燥物のうち比重の大きな第１乾燥物を該第１乾燥室内に留置して該第１乾燥室内から回収すると共に、比重の小さな第２乾燥物を第２乾燥室に移動させて該第２乾燥室から回収する気流乾燥装置であって、
前記第１乾燥室は、ストレート円筒形状であって、反転可能なバタフライダンパからなる底面と、該底面上に吹き込むように複数分散配置された熱風供給口と、該底面から該第１乾燥室内に向かって突出した錘形のコーン部とを有し、
前記熱風発生装置により前記温度検知手段の検知温度が前記被乾燥物の乾燥を開始する第１温度となったタイミングで、前記投入装置により被乾燥物の前記第１乾燥室内への投入を開始すると共に、該被乾燥物の投入により該検知温度が低下して閾値温度である第２温度となったタイミングで、該投入装置による被乾燥物の該第１乾燥室への投入を停止して既投入の被乾燥物を乾燥させ、該乾燥が終了したタイミングで前記該底面を反転させることを特徴とする気流乾燥装置。
請求項１記載の気流乾燥装置において、
前記投入装置による前記被乾燥物の投入を停止した後、前記温度検知手段の検知温度の上昇割合が所定の閾値を超えたタイミングで被乾燥物の乾燥を終了することを特徴とする気流乾燥装置。
請求項１記載の気流乾燥装置において、
前記投入装置による前記被乾燥物の投入を停止した後、前記温度検知手段の検知温度が前記第２温度より大きく前記第１温度以下の第３温度となったタイミングで被乾燥物の乾燥を終了することを特徴とする気流乾燥装置。