JPS5821191B2 - 多段式連続真空乾燥装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多段式連続真空乾燥装置に関するものである。

一般に食品の連続真空乾燥法は今から約２０午前アメリ
カで全脂濃縮乳、濃縮果汁等の乾燥を行うのに利用され
た。

この乾燥法の特徴は噴霧乾燥法では処理できない高粘稠
度の熱感受性物質を乾燥処理することが出来、しかも得
られる製品はインスタント化され風味面でも優れている
点である。

通常運転操作圧力は３〜５０Ｔｏｒｒの範囲にあり、凍
結乾燥法に較べて連続供給が容易であり、コスト面でも
安価となる。

しかしながらこの方式は現在の技術水準ではコスト面で
噴霧乾燥法より若干筒（なる。

この原因は主として処理量に対して真空室容積が大きい
ため設備投資額が大きいこと（但し凍結乾燥法に較べる
と少ない）及び熱効率［−（乾燥所要熱量／発熱量）ｘ
ｌｏｏ％」が低い点にある。

従来の第１図に示すようなベルト式連続真空乾燥法（以
下Ａ法と称する）は、真空室１内の両端に設置したロー
ラー２，３間に金属製エンドレスベルト４が張られてい
る。

原料はオリフィス又はスリット状ノズルを介して高粘性
ポンプにより真空下に導かれ、移動するエンドレスベル
ト４上に塗布され、ベルトの上下に配置されたヒーター
５（電気、熱媒、その他）の輻射熱により乾燥され、他
端ローラー上に設けられたドクターブレード６から剥離
され、下部に設けられた二つの製品ホッパー７より交互
に大気下に排出され、その後粗砕、充填包装され製品と
なる。

しかしながら図より明らかなようにこの方式では真空槽
中で有効に利用されているスペースは極めてわずかであ
り殆んどはデッドスペースと言ってよい。

このように処理量に対して必要真空槽が大きくなるため
処理能力の割には設備投資額が大きくなる。

この理由は真空槽が大きくなれば設計計算に従い強度面
から使用材料厚みの増加ひいては材料重量の増加、真空
排気ポンプ容量の増加につながるからである。

この方式に従ってスケールアップすると、必要ベルト面
積を確保するには、多数の乾燥機を設置するしかなく、
スケールメリットは余り期待出来ない。

熱効率に関してこの方式ではベルト上下に配置されたヒ
ーターは、それぞれ上下部に放射される。

上部ヒーターの上及び下部ヒーターの下にはそれぞれリ
フレクタ−（反射板〕が配置され、熱の外部放出を防い
ではいるもの＼、これだけでは完全に熱を遮断し切れる
ものではなく、加熱温度、真空度条件等によって異なる
が熱効率は、はソ３０〜５０係の範囲にある。

上述のように従来のベルト式真空乾燥方式では処理量の
割には、真空槽容積が大きい事、従って設備投資額が多
大となる事、更に熱効率が低いことも真空乾燥法の製造
コストを高める原因にもなっている。

このデッドスペースを小さくする為、乾燥機の角型化が
行われるが、この手法は若干のデッドスペースの削減に
は寄与するがこの問題の本質的解決にはなり得ない。

真空槽の製作に当っては技術的には相当大きなものは製
作出来るが、経済性を考慮すれば、数基にわけて設置す
る方が有利となる。

このように従来法（Ａ法）に従って設計を進めると、ベ
ルト式連続真空乾燥法は実用規模装置とすることは極め
て困難である。

この方法の有する欠点を改善するために考案された第２
図に示すもの（以下Ｂ法と称する）は一つの真空槽内に
多数のローラー、ベルトを図のように配置したものであ
る。

この方法によるとＡ法に比較して若干の真空槽容積の削
減は達せられたが、熱効率面での改善は計られていない
。

このようにＢ法はＡ法のもつ欠陥を抜本的に解決するも
のではない。

本発明は、以上のような従来法のもつ欠点を補ない、真
空乾燥装置における真空槽を縮小すると共に熱効率を向
上させることを目的とする。

この目的を達成するため、本発明多段式連続真空乾燥装
置は、ベルトなローラ間に環状に張設した無端搬送ベル
ト装置を一つの真空室内に上下多段に積層配置し各ベル
トに供給された原料を加熱乾燥してできたものをベルト
から剥離して製品化する真空乾燥装置において、その無
端搬送ベルト装置を構成するベルトは環状多段に配設し
て原料搬送部は原料搬送部同志、非搬送部は非搬送部同
志、共にまとめて積層配置し、かつ原料搬送部に対して
配置された加熱装置は各ベルト間に介装された上下ベル
ト共有の中間部ヒーターと最上段もしくは最下段のベル
トを加熱するヒーターとで構成した。

本発明多段式連続真空乾燥装置は上記の構成としたので
、処理量に対する真空乾燥容積を大巾に減少させ、更に
熱効率を飛躍的に上昇させることができるという作用効
果を奏する。

その理由は無端搬送ベルト装置を構成するベルトを環状
多段に配設して原料搬送部は原料搬送部同志、非搬送部
は非搬送部同志、共にまとめて積層配置したものである
から、原料搬送部、非搬送部は共にベルト同志を必要最
小限度に接近配置することができ、とくに非搬送部には
加熱ヒーターを配置していないから極力ベルト同志を接
近させることができるのみならず、原料搬送部は中間部
ヒーターが上下のベルトに共有できるので、従来のもの
のように原料搬送部のベルト毎に上下に加熱ヒーターを
設ける必要がなく、それだけ加熱ヒーターの数をへらす
ことができること＼なって、加熱ヒーターを設置するた
めのスペースをへらすことができて無端搬送ベルト装置
を配置するだめの真空槽容積を縮小できるものであり、
又中間部ヒーターが上下部の原料に有効に熱を与え、従
来のもの＼ように非搬送部でこれを阻害することがない
から、熱効率を飛躍的に高めることができるに到ったも
のである。

又、本発明装置の採用により実用装置規模（ｌｔｏｎ
ｇ品／ Ｈｒ ）程度のスケールアップにおいても噴
霧乾燥装置とはソ同程度の設備投資額により設備が可能
であり、今後の産業界において噴霧乾燥−造粒のプロセ
スを一本化した連続真空乾燥方式として改変出来るのみ
ならず、本発明装置の採用により連続真空乾燥方式を広
（産業界に普及させ、良質品を安価に世に送り出すこと
が可能となる。

以下図面に示す実施例について本発明を説明する。

第３図は環状多段に配設した５段ベルトの連続真空乾燥
装置を示す。

段数の増加に伴い第４図に示す如くベルトの非搬送部の
みを下部からまとめて戻す方式を採用する、これはそれ
ぞれのケースに経済性を考慮し決定すべきであり、本発
明の基本的考え方は変らない。

第３図には５枚のテフロン、ガラスウールを混紡し、静
電防止用表面処理を施した特殊樹脂ベルト８が真空槽１
５内に設置されている。

ここで特殊樹脂ベルトを用いるのは耐熱性と剥離性に富
むからであり、金属ベルトのようにヒーターとの摩擦に
より金属粉を発生するというようなことがないからであ
る。

そして第１段ベルトの内側に第２段ベルトが、第２段ベ
ルトの内側に第３段ベルトという順序で配置されている
。

従ってベルト全長は第１段ベルトが最長で内側に行くに
従って短くなる。

９はそれらの駆動ローラーであり、後述する方法で互に
連動するようになっている。

１０は前記駆動ローラー９に対応する押えローラーを示
し、前記駆動ローラー９と送りローラー１１．１２及び
ジャケットローラー１３０間に前記ヘルドが張設されて
いる。

１４は供給ノズルである。

この供給ノズル１４はベルト巾より若干狭い巾で原料を
均等な厚さでエンドレスベルト上に塗布出来るように設
計しである。

第５図に示すように真空槽１５外に設置された高粘性ポ
ンプ１６より送られた原料は、（途中必要に応じてガス
注入工程を設ける〕スリット状供給ノズル１４を介して
移動するエンドレスベルト８の原料搬送部８ａ上に塗布
される。

この場合２段目の供給ノズル１４は第１段、第２段ベル
トの間に位置する。

また高粘性ポンプ１６と供給ノズル１４を結ぶ配管は真
空槽１５の横側から導かれている。

高粘性ポンプ１６から送り出された原料は、必要供給ノ
ズル本数分に分岐され、分岐された配管にはすべて流量
調整バルブ１７が取つけられ各供給ノズル１４への流量
が均等に配分されるようになっている。

各段で供給された原料は、移動するエンドレスベルト８
上に均一な厚さに塗布され、加熱部を通過する間に所定
水分まで乾燥される。

この場合、最上段及び最下段のヒーターを除くすべての
ヒーター２８は、上部へは通過するベルトに対し伝導及
び輻射により熱の供給を行い。

下部へはベルト上に塗布された原料への輻射熱として利
用出来る。

このように中間部ヒーターの発熱は９０％以上有効利用
される。

これが本発明で飛躍的に熱効率を高めた理由である。

加熱部を通過し、エンドレスベルト上で多孔質層状に乾
燥された製品は、加熱部出口に設けられた粉砕ローラー
１８により所定粒度に粉砕される。

この場合、ベルト下部には、テフロン製のベルト支持台
１９が設置されてあり、この粉砕ローラー１８と支持台
１９とのクリアランスを変えることにより粒度は可変で
ある。

その後、粉砕された製品は、先端が少くとも、テフロン
加工されたスクレーパー２０により第７図に示す如くベ
ルト８から剥離され第６図に示す如くベルトの両側に分
配され、ベルト両側に設けられた製品取出しタンクに落
下する。

この場合、落下する粉体が、下部のベルトへ付着等しな
いようにガイド２１を設けである。

製品は下部に設けられた２基の製品取出しタンクから交
互に大気下に排出される。

その後包装充填され商品となる。

第３図の右側に設けた５個の駆動ローラー９の拡大図は
第８図に示す。

５個の駆動ローラー９はその径はすべて等しく、又それ
らを結ぶギヤー２２数も等しく、これらをチェーン２３
で結んでいる。

従って、外部からは１本のローラーについてのみ駆動を
取ればよく軸シール機構は一つでよい。

このような方式ですべてのローラーの回転速度は一定で
あり、従って、ベルトの移動速度も一定になり、ひいて
は各段の製品水分ひ一定となる。

次に下部には各ベルトの非搬送部８ｂについて自動蛇行
防止装置２４が第３図に示す如く取りつけてありベルト
の蛇行を防止している。

この装置は二つのローラーの間にベルトを通す構造のも
のである。

そして蛇行防止装置２４を通過したエンドレスベルトは
ラシャの如き布製クリーナー２５で、スクレーパーでは
除き切れなかった微粉を除き、次の供給工程へのトラブ
ルを防止する。

このようなシステムにより長時間安定した供給、乾燥の
後、安定した多孔性粉体食品を得ることが出来る。

なお、第３図中２９は第１段のベルト上方と第５段ベル
トの下方に装置したりフレフタ−であり、２６．２７は
真空槽１５の排気口と製品取出口である。

その他、スクレーパー２０は図示の場所以外に、駆動ロ
ーラー９の下方部分に設けることもある。

このように駆動ローラー９の下方部分に設けると第６図
のガイド２１とは異なる形式のガイドを設ける必要があ
る。

以上説明したところから明らかなように本発明のものは
Ｂ法のものと比べて、中間部ヒーター２８が上下部の原
料へ有効に熱を与え、Ｂ法のもの＼ように戻りベルトで
これを阻害するというようなことはない。

又第４図に示すものは真空槽１５が環状をなしているが
、第３図のものと同効の効果を奏するもので、図中第３
図と同一の部分には同一の符号を付しである。

次に本発明のものがＡ法、Ｂ法と比べて如何に有効であ
るかを具体的数値を挙げて説明する。

次に示す数値は、全脂練乳粉１ ｔｏｎ ／ Ｈｒを製
造する装置を、Ａ法、Ｂ法、本発明法で実施した場合の
それぞれを示す。

乾燥の進行に伴い４段階に加熱温度を下げる方式を採用
した。

この実験結果では乾燥時間３４４秒 上記仕様に基づけば有効ベルト長さく乾燥部にあるベル
ト長さ）は１００ｍとなる。

それぞれの場合の乾燥槽の寸法及び容積は次のようにな
る。

以上のことからＡ法の場合の槽容積を１００とするとＢ
法は６７、本性は３９となる。

熱媒ボイラ一方式による実験結果を示すと次のようにな
る。

上述のように本発明法は従来法と比較して（同一処理の
場合）真空槽容積を縮小出来、更に熱効率を飛躍的に高
めることが可能である。

ヒーター伝熱面積は中間部ヒーターが上下ベルトに共有
出来るため、従来法の約６０％で済む。

このようにあらゆる面で設備投資規模が縮小される。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は従来の乾燥装置を示す説明図、第３．４図
はそれぞれ異なる実施例にかかる本発明乾燥装置を示す
説明図、第５図は第３図Ａ−Ａ断面図、第６図は第３図
Ｂ−Ｂ断面図、第１図はスクレーパ一部分の平面図、第
８図は駆動ローラーの駆動機構を示す部分側面図である
。 ８・・・・・・ベルト、９・・・・・・駆動ローラー、
１１゜１２・・・・・・送りローラー、１３・・・・・
・ジャケット付きローラー、１４・・・・・・供給ノズ
ル、１５・・・・・・真空槽、１８・・・・・・粉砕ロ
ー−ｙ−，２０・・・・・スクレーパー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ベルトなローラ間に環状に張設した無端搬送ベルト
   装置を一つの真空室内に上下多段に積層配置し各ベルト
   に供給された原料を加熱乾燥してできたものをベルトか
   ら剥離して製品化する真空乾燥装置において、その無端
   搬送ベルト装置を構成するベルトは環状多段に配設して
   原料搬送部は原料搬送部同志、非搬送部は非搬送部同志
   、共にまとめて積層配置し、かつ原料搬送部に対して配
   置された加熱装置は各ベルト間に介装された上下ベルト
   共有の中間部ヒーターと、最上段もしくは最下段のベル
   トを加熱するヒーターとで構成してなる多段式連続真空
   乾燥装置。