JPH0749322B2 - 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
ベルト乾燥機用の無端搬送ベルトの姿勢制御装置に関す
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謄という問題点を付随せし
めている。ここに於いて、上記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、無端搬送ベルトとその駆動ローラからなる無端
搬送手段は、原材料の供給ステーションから、乾燥ステ
ーションに向かって恒速移動し、無端搬送ベルト上に供
給された薄膜状の原材料に乾燥用の熱エネルギーを伝達
し得るように構成されているが、実際問題として前記無
端搬送ベルトは、軟質材料からなるため、従来の単純な
蛇行防止装置では効果がなく、蛇行やそり返り伴う不安
定な駆動状態に置かれている場合が少なくない。一旦こ
のような現象が発生すると、無端搬送ベルト上への原材
料の供給条件は極度に不安定となり、乾燥条件の変動に
起因して最終製品に品質低下や成分の変質等の欠陥を発
生せしめる。

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
乾燥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、真空容器内に加熱ゾーン
と軟質材料からなる一様な厚さの無端搬送ベルトとを設
け、液状、スラリー状、もしくはペースト状に調合され
た原材料を無端搬送ベルト上に薄膜状に供給して該ベル
トの下面に加熱プレートを配置してなる加熱ゾーンを通
過させることにより真空乾燥させ、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、 無端搬送ベルトのドライブローラ及びドリブンローラの
ベルト引込み側のベルト幅方向両端縁に、ベルト幅方向
の内側へ復元用押圧力を作用させる左右独立支持構造と
した支持アームを介して戸車状の側面押しローラを回転
自在に対向配置し、 かつ、無端搬送ベルトの幅方向両側縁の上面に、ベルト
の幅方向両側端縁の上方へのそり返りを防止する複数個
の上面押えローラを、側面押しローラの支持アームとは
別の支持ブラケットを介して、無端搬送ベルトの移動方
向に沿って適当間隔で回転自在に支承させたものであ
る。

作用 本発明の無端搬送ベルトは、真空容器内に設置され、か
つ、該ベルトの始端側上面には、原材料を薄膜状に供給
する手段が設置され、しかも、加熱ゾーンでは、ベルト
の下面に加熱プレートが配置され、上記ベルト上に薄膜
状に供給された原材料を真空雰囲気中で低沸点状態とし
て加熱プレートで加熱することにより、効率よく乾燥さ
せるために用いられるため、該ベルトの蛇行ならびにそ
り返り防止機構は、できるだけ簡単な支持構造であるこ
と、そして、軟質材料からなるベルトのそり返りを生じ
させないで蛇行を防止すること、さらに、それらの機構
がベルト上に薄膜状に供給されている原材料を均一に加
熱乾燥させること等が必要であり、本発明の前記手段に
よれば、これらを満たすものである。

従って、軟質材料からなる無端搬送ベルトが蛇行しよう
とすると、側面押しローラが側方から押圧すると共に、
上面押えローラがベルトの上方へのそり返りを防止する
ため、これら両ローラの協働作用で軟質材料からなる無
端搬送ベルトの蛇行を防止させることが可能となると共
に、無端搬送ベルトを平坦状に保持して加熱プレートへ
の接触を幅方向に均一化させることができる。これによ
って、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、蛇行とそり返りを防止された無
端搬送ベルト上に延展された状態で真空容器内を恒速移
動し、乾燥・冷却装置で真空乾燥され、この後、プレク
ラッシャー並びにメインクラッシャーによって顆粒状に
粒砕され、真空ロック機構を有する製品取出しチャンバ
ーから回分方式で系外に取り出される。

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の本体（18）には、公知の真空
ポンプ（19）、コールドラップ（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（18）内は10Torr前後の真空
度を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
真空容器の本体（18）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）、ならびに合成繊維糸条、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こすことが望ましい。

ドライブローラ（26）およびドリブンローラ（27）は、
真空容器（18）の内部に回動自在に架装されたメッシュ
ベルト（１）に蛇行を伴わない安定した搬送姿勢を保証
し得ることが必要である。このため、ドライブローラ
（26）およびドリブンローラ（27）は、端部の直径より
も中央部の直径が幾分大きくなるように表面にクラウニ
ング加工を施し、更にドリブンローラ（27）の枢軸を流
体圧シリンダ機構（29）、例えばエアシリンダ機構を有
するベルトテンションユニットに連設し、前記メッシュ
ベルト（１）用の張力調整機構を形成している。更にド
ライブローラ（26）およびドリブンローラ（27）へのメ
ッシュベルト（１）の引込み側には、メッシュベルト
（１）に蛇行現象が発生したとき該メッシュベルト
（１）の端縁部、所謂、耳に対して内側方向への復元用
押圧力を伝達するための４個の戸車状の側面押しローラ
（30）を２個１組で第３図に示す様に、支持アーム（30
a）を介して回転自在に対向配置している。これらの構
成部材は一体構造に組付けられて無端搬送ベルト用の蛇
行防止機構（12）を形成している。

一方、メッシュベルト（１）に張力不同や熱収縮等に起
因するそり返りが発生すると、加熱プレート（6a）、
（6b）、（6c）および冷却プレート（７）とメッシュベ
ルト（１）との間隔が該メッシュベルト（１）の幅方向
に沿って変動し、製品に不均一乾燥に起因する品質低下
を惹起する。このような障害を回避するため、メッシュ
ベルト（１）の移動方向に沿って前記加熱プレート（6
a）、（6b）、（6c）および冷却プレート（７）の間
に、第３図に示す様に、メッシュベルト（１）の原材料
載置面と適当な間隔を置いてメッシュベルト（１）押圧
用の複数個の上面押えローラ（31）がその軸線方向を前
記ドライブローラ（26）、ドリブンローラ（27）の軸線
方向と一致させた状態で図示しない支持ブラケットを介
して回転自在に支承されている。この上面押えローラ
（31）は、前記蛇行防止機構（12）と共働してメッシュ
ベルト（１）に対しそり返り防止部材として機能する。

原材料供給装置（５）は、原料タンク（36）から原料供
給バルブ（37）を経てノズル（３）へ原材料を供給し、
かつ、このノズル（３）は、揺動速度制御機構（４）に
より回転アーム（２）を介して揺動せしめられ、これに
よって、メッシュベルト（１）上に原材料をノズル
（３）から薄膜状に展延供給するものである。

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、押えロー
ラ（31）ならびに蛇行防止機構（12）による姿勢制御下
に恒速移動する前記メッシュベルト（１）に担持された
状態で真空容器（18）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
される。

第１の加熱プレート（6a）によつて構成された第１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１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緩やかに真空
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
流束の作用下に減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
達する。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プ
レクラッシャー（11）の剪断刃（図示省略）を流体圧シ
リンダ機構（９）により上下動させて一次粒砕され、次
いで回転ブレード（14）とメッシュ金網（13）から構成
されたメインクラッシャー（15）によって二次粒砕され
る。斯くして得られた顆粒状の製品は、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。

発明の効果 本発明の側面押しローラは、左右独立支持構造とした支
持アームの先端に戸車状のローラを回転自在に支持させ
ただけの非常に簡単に構造からなっており、加熱プレー
トの配置の妨げとならず、乾燥むらも発生させることが
ない。

また、上面押えローラも、側面押しローラの支持アーム
とは別の支持ブラケットを介してベルトの幅方向両側端
縁の上面側にのみ回転自在に配置しており、加熱ゾーン
の加熱プレートの配置の妨げとならず、かつ、ベルト上
に薄膜状に供給されている原材料には非接触で、しか
も、ベルトの幅方向の中央部から両側端縁まで均一な厚
さと通気性及び熱分布特性を具備させて原材料を乾燥む
らなく均一に加熱乾燥させ得る。

【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。また、第２図は、本発明装置の
要部構造の側面図、第３図はその平面図である。 （１）……無端搬送ベルト、（12）……蛇行ならびにそ
り返りの防止機構、（18）……真空容器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空容器内に加熱ゾーンと軟質材料からな
   る一様な厚さの無端搬送ベルトとを設け、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無端搬
   送ベルト上に薄膜状に供給して該ベルトの下面に加熱プ
   レートを配置してなる加熱ゾーンを通過させることによ
   り真空乾燥させ、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、 無端搬送ベルトのドライブローラ及びドリブンローラの
   ベルト引込み側のベルト幅方向両端縁に、ベルト幅方向
   の内側へ復元用押圧力を作用させる左右独立支持構造と
   した支持アームを介して戸車状の側面押しローラを回転
   自在に対向配置し、 かつ、無端搬送ベルトの幅方向両側縁の上面に、ベルト
   の幅方向両側端縁の上方へのそり返りを防止する複数個
   の上面押えローラを、側面押しローラの支持アームとは
   別の支持ブラケットを介して、無端搬送ベルトの移動方
   向に沿って適当間隔で回転自在に支承させたことを特徴
   とする真空ベルト乾燥機。