(57)【要約】【課題】  スラリー化した処理対象物の通気性を確保することにより嫌気性細菌の嫌気分解を抑制しつつ乾燥効率の高い乾燥装置や乾燥方法、或いは、乾燥装置に用いられる減圧装置を提供する。【解決手段】  乾燥装置は、内部空間に処理対象物を収容可能な収容部と、前記収容部に収容された前記処理対象物を撹拌する撹拌部と、前記内部空間の圧力を減圧させる減圧部と、前記収容部に収容された前記処理対象物に照射するマイクロ波を発生するマイクロ波発生部と、を備えるものとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間に処理対象物を収容可能な収容部と、
前記収容部に収容された前記処理対象物を撹拌する撹拌部と、
前記内部空間の圧力を減圧させる減圧部と、
前記収容部に収容された前記処理対象物に照射するマイクロ波を発生するマイクロ波発生部と、を備えた
乾燥装置。
【請求項２】
前記収容部に送り込む活性酸素を生成する活性酸素発生部を更に備えた
請求項１に記載の乾燥装置。
【請求項３】
内部空間に処理対象物を収容可能な収容部と、前記収容部に収容された前記処理対象物を撹拌する撹拌部と、前記内部空間の圧力を減圧させる減圧部と、前記収容部に収容された前記処理対象物に照射するマイクロ波を発生するマイクロ波発生部と、を備えた乾燥装置において前記減圧部として用いられる減圧装置であって、
両端が開口された筒状体とされそのうちの一方の開口が加圧された流体が流入する流入口とされた流体流入部と、
両端が開口された筒状体とされそのうちの一方の開口が前記流体を吐出する吐出口とされた流体吐出部と、
前記流体流入部における他方の開口と前記流体吐出部における他方の開口を接続する筒状体とされた接続部と、
前記流体流入部と前記接続部と前記流体吐出部の少なくとも一部の外壁部に対して間隙を有して覆うように配置され気体を前記間隙に取り込むための気体取込口を備えた気体取込部と、を備え、
前記流体流入部と前記流体吐出部と１または複数の前記接続部は、それぞれが前記流入口から流入する流体を前記吐出口から吐出するノズル体を構成するノズル構成部とされ、
複数の前記ノズル構成部のうち少なくとも一組の隣り合う前記ノズル構成部の接続端面部に前記間隙と前記ノズル体の内部空間を連通する複数の気体取込通路が形成され、
前記気体取込通路の中心軸は、前記ノズル体の内部空間の中心軸に対してねじれの位置にあるものとされた
減圧装置。
【請求項４】
収納容器の内部空間に処理対象物を収容する収容ステップと、
前記処理対象物を撹拌する撹拌ステップと、
前記処理対象物の含水率が所定値以下となったことを判定する判定ステップと、
前記収納容器の内部空間の圧力を減圧させる減圧ステップと、
前記処理対象物にマイクロ波を照射する照射ステップと、を備えた
乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃棄物や農産廃棄物、或いは排水処理余剰汚泥などの乾燥を行う乾燥装置及び乾燥方法、または乾燥装置に用いられる減圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品加工工場、給食センター、飲食店、スーパーマーケット、コンビニエンスストア、ホテル等の調理場などから生ゴミとして生じる、タンパク質、油分、デンプンなどの残渣や残飯、農業分野での野菜屑や家畜糞尿、排水処理によって生じる余剰汚泥等は、栄養価に富むと共に水分を多く含むため、放置しておくと嫌気性細菌により腐敗して硫化水素等の悪臭を発生し、衛生上問題である。
【０００３】
これら生ごみ等は、他の可燃ごみと共に焼却処分されることが多いが、生ごみ等が多くの水分を含んでいるため、焼却に多大なエネルギーを必要とされる。
【０００４】
また、これらの有機物を堆肥化するための処理装置として、好気性微生物による酵素分解を主体とした処理装置が提案されている。しかし、処理対象である有機物には水分が多く含まれているため、酵素分解が進むとスラリー状の分解物が堆積して通気性が悪化することによって有機物に酸素が行き届かなくなり、嫌気性細菌による嫌気分解によって腐敗が進行して悪臭が発生してしまうという問題が生じる。
【０００５】
このような問題に対し、例えば、特許文献１では、電気ヒータの熱を利用して発酵槽内の温度を調整しつつ、給気ブロアによって発酵槽内に強制的に空気を導入し、処理対象物の発酵を促進させることにより、数日間をかけて堆肥を生成する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１９２５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、乾燥を促進させるために給気ブロアを用いる方法では、スラリー化した処理対象物の通気性が悪く、処理対象物の内部まで酸素が行き届かなくなり、嫌気性細菌の嫌気分解による悪臭の発生を許してしまう虞や、処理対象物の内部の乾燥が進まずに乾燥させるまでに要するエネルギーの増大や期間の長期化を来してしまう虞がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の状況に鑑み、スラリー化した処理対象物の通気性を確保することにより嫌気性細菌の嫌気分解を抑制しつつ乾燥効率の高い乾燥装置や乾燥方法、或いは、乾燥装置に用いられる減圧装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る乾燥装置は、内部空間に処理対象物を収容可能な収容部と、前記収容部に収容された前記処理対象物を撹拌する撹拌部と、前記内部空間の圧力を減圧させる減圧部と、前記収容部に収容された前記処理対象物に照射するマイクロ波を発生するマイクロ波発生部と、を備えたものである。
これにより、スラリー化した処理対象物に対しても効率的に熱を与えることができる。
【００１０】
上述した乾燥装置においては、前記収容部に送り込む活性酸素を生成する活性酸素発生部を更に備えていてもよい。
これにより、加水分解を効率的に進めることができる。
【００１１】
上述した本発明に係る乾燥装置に用いられる減圧装置については、両端が開口された筒状体とされそのうちの一方の開口が加圧された流体が流入する流入口とされた流体流入部と、両端が開口された筒状体とされそのうちの一方の開口が前記流体を吐出する吐出口とされた流体吐出部と、前記流体流入部における他方の開口と前記流体吐出部における他方の開口を接続する筒状体とされた接続部と、前記流体流入部と前記流体接続部と前記吐出部の少なくとも一部の外壁部に対して間隙を有して覆うように配置され気体を前記間隙に取り込むための気体取込口を備えた気体取込部と、を備え、前記流体流入部と前記流体吐出部と１または複数の前記接続部は、それぞれが前記流入口から流入する流体を前記吐出口から吐出するノズル体を構成するノズル構成部とされ、複数の前記ノズル構成部のうち少なくとも一組の隣り合う前記ノズル構成部の接続端面部に前記間隙と前記ノズル体の内部空間を連通する複数の気体取込通路が形成され、前記気体取込通路の中心軸は、前記ノズル体の内部空間の中心軸に対してねじれの位置にあるものとされてもよい。
これにより、ノズル体２４の内部に旋回流が発生しやすい。
【００１２】
本発明に係る乾燥方法は、収納容器の内部空間に処理対象物を収容する収容ステップと、前記処理対象物を撹拌する撹拌ステップと、前記処理対象物の含水率が所定値以下となったことを判定する判定ステップと、前記収納容器の内部空間の圧力を減圧させる減圧ステップと、前記処理対象物にマイクロ波を照射する照射ステップと、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、スラリー化した処理対象物の通気性を確保することにより嫌気性細菌の嫌気分解を抑制しつつ乾燥効率の高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る乾燥装置の構成を模式的に示した図である。
【図２】乾燥装置が備える減圧部の負圧生成部の一例についての概略断面図である。
【図３】負圧生成部についての別の方向における断面図である。
【図４】本発明に係る乾燥装置を用いた乾燥方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜１．乾燥装置の構成＞
図１は、本発明に係る実施の形態としての乾燥装置１の構成を示している。
乾燥装置１は、乾燥処理の対象物（以降、「処理対象物」と記載）が投入され密閉状態にすることが可能な収容部２と、収容部２の内部に配置され処理対象物の撹拌が可能な撹拌部３と、撹拌部３を駆動するモーター４と、活性酸素を発生し収容部２の内部空間に送り込む活性酸素発生部５と、収容部２内を減圧する減圧部６と、収容部２内の処理対象物にマイクロ波を照射するマイクロ波発生部７と、各部が載置される架台８を備えている。
【００１６】
収容部２は、処理対象物や撹拌部３やモーター４を収容する内部空間９を有した箱状とされ、上部（天井部）に処理対象物を内部空間９に投入するための投入口１０が形成され、下部（床部）に乾燥を終えた処理対象物を内部空間９から取り出すための取出口１１が形成されている。内部空間９を密閉状態とする際には、投入口１０及び取出口１１は閉塞される。
【００１７】
撹拌部３は、内部空間９に投入された処理対象物の撹拌するために内部空間９に配置され、例えば接続ベルトによって接続されたモーター４によって回転駆動される。撹拌部３は、例えば、リボン型撹拌機や撹拌羽根などとされる。
モーター４を駆動するための駆動回路については図示を省略している。
【００１８】
活性酸素発生部５は、空気中の酸素分子から二重項酸素分子などの活性酸素を生成する。
例えば、活性酸素発生部５は、放電極部と高電圧放電管と電磁コイルを巻いた構造部を備えており、圧縮部を備えた高電圧放電管に空気流を印加して発生させた電子を電磁コイルで電磁共鳴させ、自由電子を励起状態とすることにより二重項酸素分子等を生成する。
活性酸素発生部５には、空気流を印加するための送風機１２が設けられている。
活性酸素発生部５と収容部２は、送気管１３によって接続されており、活性酸素発生部５で発生した活性酸素は送風機１２から印加された空気流により送気管１３を介して収容部２の内部空間９に送り込まれる。送気管１３は、例えば、収容部２における下方に設けられることにより、下方に位置している処理対象物に効率よく活性酸素を届けることができる。
なお、活性酸素発生部５が収容部の内部に設けられることにより送気管１３が不要な構成とされていてもよい。
収容部２には、内部空間９に送り込まれた空気を抜くための排気管２ａが設けられている。排気管２ａは、閉塞可能とされており、閉塞状態とすることにより内部空間９を密閉状態とすることができる。
【００１９】
減圧部６は、収容部２の内部空間９の圧力を減圧するための各部を備えて構成されている。例えば、循環水タンク１４と、循環水タンク１４に貯留された水を吸い上げるポンプ１５と、循環水タンク１４とポンプ１５を接続する吸入水路１６と、ポンプ１５から吐出された水を循環水タンク１４へ環流させる環流水路１７と、環流水路１７上に設けられた負圧生成部１８と、収容部２の内部空間９の空気を負圧生成部１８に導入するための空気導入管１９を備えている。
【００２０】
負圧生成部１８は、ポンプ１５から吐出された水を高速で通過させることにより負圧を生じさせ空気導入管１９を介して収容部２の内部空間９の圧力を減圧する。
負圧生成部１８の具体的な構成について、一例を挙げて説明する。
【００２１】
図２は、負圧生成部１８の構成例を模式的に示したものである。
図示するように、負圧生成部１８は、環流水路１７の一部を構成する流体流入部２０と、流体吐出部２１と、１または複数の接続部２２とを備え、更に、流体流入部２０と流体吐出部２１と接続部２２の少なくとも一部の外壁部を覆うように取り付けられる気体取込部２３を備えている。本例では、負圧生成部１８が三つの接続部２２を備えている例である。
【００２２】
流体流入部２０と流体吐出部２１と接続部２２はそれぞれ両端が開口された筒状体とされ、接続部２２は、流体流入部２０の一端の開口と流体吐出部２１の一端の開口を繋ぐように構成されている。流体流入部２０と三つの接続部２２と流体吐出部２１はそれぞれの内部空間が一つの流水路を形成するように同一軸上に配置されている。
流体流入部２０と流体吐出部２１と接続部２２はノズル体２４を構成すると共に、流体流入部２０と流体吐出部２１と接続部２２はそれぞれノズル体２４を構成するノズル構成部とされている。
【００２３】
気体取込部２３は、両端が開口された筒状体とされ、気体取込部２３における一方の開口の内径は流体流入部２０の外径と略同じとされ、気体取込部２３における他方の開口の内径は流体吐出部２１の外径と略同じとされている。即ち、気体取込部２３の内部に流体流入部２０及び流体吐出部２１の一部及び接続部２２（即ちノズル体２４の一部）が挿通された状態においては、気体取込部２３の両開口とノズル体２４の外径の間に間隙がないようにされている。
また、気体取込部２３における両開口部以外の部分における内壁部とノズル体２４の外壁部の間には間隙が生じるようにされている。
【００２４】
気体取込部２３の外周部には、空気導入管１９が接続される気体取込口２５が形成されている。
【００２５】
ノズル体２４における気体取込部２３に覆われる部分には、ノズル体２４の外部空間と内部空間を連通する複数の気体取込通路２６が形成されている。
具体的には、ノズル体２４を構成する気体流入部２０と接続部２２を組み合わせた状態において気体取込通路２６が形成されるように、気体流入部２０と接続部２２それぞれの係合面の何れか一方、或いは双方に溝が形成されている。
接続部２２と接続部２２についても同様に、一方の係合面或いは双方の係合面に溝が形成されることにより複数の気体取込通路２６が形成されている。
接続部２２と流体吐出部２１についても同様に、一方の係合面或いは双方の係合面に溝が形成されることにより複数の気体取込通路２６が形成されている。
【００２６】
図３に、流体流入部２０と接続部２２の接合部分の断面を示す。
図示する例では、流体流入部２０と接続部２２の接合部分に４本の気体取込通路２６が形成されている。同様に、接続部２２と接続部２２の接合部分についても４本の気体取込通路２６が形成され、接続部２２と流体吐出部２１の接合部分についても４本の気体取込通路２６が形成されている。
【００２７】
ポンプ１５を動作させると、循環水タンク１４に貯留された水が吸入水路１６を負圧生成部１８の流体流入部２０に流入し三つの接続部２２及び流体吐出部２１を高速で通過した後、流体吐出部２１の開口から吐出され、循環水タンク１４に環流する。
この際、ノズル体２４内の流水路からの負圧により、気体取込通路２６と気体取込部２３と空気導入管１９を介して収容部２の内部空間９にある空気の吸引が行われる。内部空間９が密閉状態とされていれば、内部空間９の減圧が行われることとなる。
【００２８】
なお、本構成における負圧生成部１８は、効率よく負圧を発生させるための構成を備えている。具体的に説明する。
それぞれの気体取込通路２６の中心軸は、ノズル体２４の内部に形成された流水路の中心軸と交わらないようにされている。即ち、気体取込通路２６の中心軸とノズル体２４の流水路の中心軸はねじれの位置にある。
これにより、気体取込通路２６を通過してノズル体２４の内部に入り込んだ空気は、流水路の中心軸を中心とした螺旋を描くように流水路内を移動する。
【００２９】
また、流体流入部２０と一つ目の接続部２２Ａの間に形成された４本の気体取込通路２６（図３のＡ−Ａ断面図参照）に対して、一つ目の接続部２２Ａと二つ目の接続部２２Ｂの間に形成された４本の気体取込通路２６（図３のＢ−Ｂ断面図参照）はノズル体２４の軸回り方向に４５度ずれるようにされている。
同様に、一つ目の接続部２２Ａと二つ目の接続部２２Ｂの間に形成された４本の気体取込通路２６に対して、二つ目の接続部２２Ｂと三つ目の接続部２２Ｃの間に形成された４本の気体取込通路２６（図３のＣ−Ｃ断面図参照）はノズル体２４の軸回り方向に４５度ずれるようにされている。
更に、二つ目の接続部２２Ｂと三つ目の接続部２２Ｃの間に形成された４本の気体取込通路２６に対して、三つ目の接続部２２Ｃと流体吐出部２１の間に形成された４本の気体取込通路２６（図３のＤ−Ｄ断面図参照）はノズル体２４の軸回り方向に４５度ずれるようにされている。
【００３０】
これにより、各気体取込通路２６を介してノズル体２４内部の流水路に取り込まれた空気が旋回流となって流水路内を移動する。即ち、ノズル体２４内の流水路からの高い負圧により、内部空間９の空気が効率よく排出され、内部空間９をより低圧状態（即ち高い真空状態）にすることができる。
【００３１】
図２の説明に戻る。
マイクロ波発生部７は、収容部２の内部空間９に収容された処理対象物に対して照射するマイクロ波を生成する。内部空間９が低圧状態となると、熱を処理対象物に伝達するための媒介となる空気が少なくなるため、処理対象物を効率よく加熱することができなくなる。本構成によれば、マイクロ波発生部７で発生させたマイクロ波を処理対象物に照射することにより、空気を必要とせず直接処理対象物を加熱することができる。
これにより、内部空間９が低圧状態にあっても処理対象物の乾燥を効率的に進めることが可能となる。
【００３２】
架台８の上面には、例えば、収容部２や循環水タンク１４などが載置される。
また、架台８の内部には、乾燥を終えた処理対象物を収容部２から取り出す際の受け皿などが収容されていてもよい。更に、減圧部６として設けられる各部（例えばポンプ１５など）が架台８の内部に収容されていてもよい。これにより、乾燥装置１の小型化を図ることができ、設置し易くすることができる。
【００３３】
＜２．乾燥装置の動作＞
乾燥装置１の動作について、図４を参照して説明する。
先ず、作業者はステップＳ１０１において、乾燥装置１の収容部２の上面に設けられた投入口１０から生ゴミや家畜糞尿、排水処理における余剰汚泥等の処理対象物を投入する。
作業者はステップＳ１０２において、収容部２の内部空間９に配置されたモーター４及び撹拌部３の稼働を開始させる。これにより、投入された処理対象物は、撹拌されると共に裁断され細切れにされる。
【００３４】
この状態で投入口１０を閉めると共に、作業者はステップＳ１０３で排気管２ａを開放させる。作業者がステップＳ１０４において、活性酸素発生部５及び送風機１２を稼働させることにより、送気管１３を介して活性酸素が内部空間９に送り込まれる。
活性酸素には、Superoxide anionやHydroperoxyl radical、或いはHydroxyl radicalなどのラジカル種と、一重項酸素や過酸化水素あるいはオゾンなどのノンラジカル種がある。中でも、Hydroxyl radicalは反応性が極めて高い。
【００３５】
有機廃棄物としての処理対象物は、加水分解によって分解が進行していくが、その反応速度は一般的に遅いものとされている。
加水分解の対象は、動物・植物・菌類など、生物の体を構成する多細胞生物である。例えば、動物が死んで遺骸が野に晒されると、肉は腐り白骨のみが残る。同様に、生命活動を終えた植物も、バクテリアが外部から細胞を分解すると共に、内部からの崩壊が起こる。内部からの崩壊とは、即ち、動植物組織の構成物質である細胞が生命力を失うことによって誘発される自己消化によるものである。
【００３６】
生命が絶たれると、ＡＴＰ（Adenosine TriPhosphate）が分解されることでエネルギーレベルが下がり、最終的には三基のリン酸とイノシン酸に分解される。有機物の分解を短時間で行いたい場合、従来技術として、水熱反応、超音波振動、アルカリ、オゾン等により外部から刺激を与える方法がある。
本願における乾燥装置１においては、活性酸素発生部５で生成され内部空間９に送り込まれた活性酸素は、ＡＴＰから速やかにプロトン（水素イオン）を奪いＡＤＰ（Adenosine DiPhosphate）へと分解し、更にＡＤＰから速やかにプロトンを奪いＡＭＰ（Adenosine MonoPhosphate）へと分解する。このように活性酸素の特性を生かして処理対象物のエネルギーレベルを速やかに下げることにより、加水分解速度を速めることができる。
【００３７】
このように、活性酸素の高エネルギーが作用するラジカル反応が、処理対象物に含まれる有機物の加水分解に活用される。また、有機物を含む処理対象物が撹拌部３によって撹拌されることにより、加水分解速度を更に加速することができる。
送風機１２によって活性化した空気（即ち活性酸素を含んだ空気）を収容部２の内部空間９に送り込むと、内部空間９にある処理対象物が常温で可溶化してスラリー状となる。この状態では、送風機１２によって活性化した空気を内部空間９に送り込んだとしても、スラリー状態の処理対象物の内部まで該空気を送り込むことができない。処理対象物が十分スラリー状態となった後、次の工程へと進む。
具体的には、作業員はステップＳ１０５において、所定時間が経過したか否かを判定することにより、所定時間が経過するまで待機する。
【００３８】
なお、ステップＳ１０５の判定は一例であり、他にも、排気管２ａから排出される空気に含まれる水分量（水蒸気量）を測定することにより内部空間９に置かれた処理対象物の含水率を推定し、含水率が一定以下となったか否かを判定してもよい。
また、処理対象物の含水率を直接測定することにより含水率が一定以下となったか否かを判定してもよいし、処理対象物の粘度を測定することにより、スラリー状となったか否かを判定してもよい。
【００３９】
なお、処理対象物に外皮が完全な状態で全体を覆っている柑橘類などが含まれている場合、この状態では加水分解が迅速に進行しない。内部空間９に配置された撹拌部３は、このような処理対象物を裁断（破断）することが可能とされている。
【００４０】
本構成を備えた乾燥装置１を用いた場合、加水分解が進み処理対象物がスラリー状態となるまでに要する時間は、葉物類、調理済み食品類などが２時間程度、難分解性有機物などが８時間程度とされる。
【００４１】
なお、スラリー状態となった固形物から水分を蒸発させるために、従来では、熱と風を用いた方法が用いられてきた。即ち、撹拌装置でスラリー状の固形物をかき混ぜながら熱を与えることにより水分の蒸発を促す方法である。この方法では、風と固形物の接触面積を確保する風道が必要となる。
しかし、撹拌装置の羽根を固形物内で回転させて風道を作ろうとしても、含水率が低い状態では羽根に巻き上げられて接触面積が確保できるものの、含水率が高い状態では、羽根がスラリー状の固形物内を通過するだけとなってしまう。そのため、より強い風を送り出すブロアや高回転可能な羽根及び高出力のモーターが必要となってしまい、効率が悪い。
【００４２】
また、スラリー状の固形物の乾燥に時間が掛かってしまうと、嫌気性細菌の活動が活発となり、腐敗が進行して悪臭が発生してしまう虞が高い。
【００４３】
本願構成の乾燥装置１では、処理対象物がスラリー状となった後に、真空乾燥（低圧乾燥）を行う。
真空乾燥とは、処理対象物を密閉容器に入れ、乾燥の条件である水蒸気分圧差を人工的に大きくするために、真空ポンプで減圧排気する方法である。
気圧の低下により、空気中の水蒸気分圧及び水分の沸点が低下し、蒸発速度が加速される。また、減圧下では相対湿度も低くなり、対象物の乾燥を早めることができる。
【００４４】
先ず、作業員はステップＳ１０６において、送風機１２及び活性酸素発生部５の動作を停止させる。次に、作業員はステップＳ１０７において排気管２ａを閉塞する。これにより、収容部２の内部空間９が密閉状態とされる。
次に、作業員はステップＳ１０８において、循環水タンク１４、ポンプ１５、負圧生成部１８などから成る減圧部６を稼働させることにより、内部空間９の減圧を開始させる。
【００４５】
減圧のみを行うと処理対象物が凍結してしまい、乾燥が進まなくなる。そこで、処理対象物に均一に熱を加えることで、凍結を防ぎながら乾燥を進める必要が生じる。
具体的には、内部空間９が減圧された状態において、作業員はステップＳ１０９でマイクロ波発生部７を稼働させることにより、スラリー状の処理対象物にマイクロ波を照射する。
続いて、作業員はステップＳ１１０で所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過している場合はステップＳ１１１で乾燥済みの処理対象物の取出しを行う。
【００４６】
真空・減圧下でマイクロ波を照射することにより乾燥を進める方法は、５０％の湿度の温風で乾燥を進める場合と比較して、乾燥に要する時間を３０％程度とすることができる。真空乾燥は、狭い隙間や細管内部まで強制的に減圧されるため、隙間にある水分がより早く蒸発する特徴を有している。
【００４７】
密閉空間を減圧して乾燥を行う真空・減圧の条件下では、空気が存在しない若しくは薄いため、燃焼による加熱は期待できない。また、熱輻射や熱伝導に頼ると、エネルギーの供給密度を容易に上げることができないために、処理時間が長くなってしまう。
しかし、本構成のように、マイクロ波による発熱の場合は、真空・減圧下において熱エネルギーを伝送するのではなく、マグネトロンが発する周波数によって直接処理対象物に含まれる水分子を振動させるため、真空度相当の沸点で効率よく低温加熱することができる。即ち、処理対象物自体が発熱体となるため、加熱時間の短縮を図ることができる。また、適切な照射を行うことで均一な加熱を行うことができると共に高いエネルギー吸収効率を達成することができる。
【００４８】
乾燥に要する時間は、水分の気化によって処理対象物から奪われる熱量とマイクロ波の照射によって供給される熱量が平衡状態となる温度によって決まる。平衡状態となる温度を高くするほど、乾燥時間の短縮化を図ることができる。
上記構成を備えた乾燥装置１によれば、含水率が約８０％とされた有機物の加水分解に要する時間は長くても８時間程度とすることができる。また、真空乾燥に要する時間は長くても６時間程度とすることができる。
【００４９】
＜３．変形例＞
上述した乾燥装置１の減圧部６に用いられるノズル体２４は、流体流入部２０と流体吐出部２１と間に挿入される接続部２２の複数の部材によって構成される例を説明したが、ノズル体２４は流体流入部２０と流体吐出部２１と間に挿入される接続部２２が一体となった一つの部材として形成されていてもよい。
【００５０】
また、ノズル体２４に複数形成される気体取込通路２６は、ノズル体２４に対して内部を通過する液体が流れる方向に斜めに形成されていてもよい。
具体的には、気体取込通路２６の一方の開口（ノズル体２４の外壁部に形成された気体入口）と他方の開口（ノズル体２４の内壁部に形成された気体出口）において、気体出口よりも気体入口の方が流体の上流側に位置するように形成されてもよい。これにより、気体取込通路２６を通過してノズル体２４の内部に取り込まれた空気がノズル体２４内部を流れる流体の流れに円滑に合流することができるため、よりスムーズに気体（空気）を内部空間９から排出することが可能となる。
【００５１】
処理対象物が無機物である場合には、活性酸素を用いた加水分解を行う工程を省いてもよい。即ち、乾燥装置１においては、活性酸素発生部５を備えていなくてもよい。
活性酸素を用いた加水分解を行わない場合、図４に示すフローチャートにおいては、ステップＳ１０３、ステップＳ１０４、ステップＳ１０５及びステップＳ１０６の各処理が不要となる。
このような構成及び方法を用いることで、無機物である処理対象物の乾燥を効率よく行うことができる。
【００５２】
図４に示すフローチャートにおいては、活性酸素を用いた加水分解工程（ステップＳ１０４乃至ステップＳ１０６の各処理）と減圧及びマイクロ波による乾燥工程（ステップＳ１０７乃至ステップＳ１１０の各処理）が１回ずつ実行される例を説明したが、各工程が複数回交互に実行されてもよい。具体的には、加水分解工程を実行した後、乾燥工程を実行し、次に再度加水分解工程を実行し、最後に乾燥工程を実行してもよい。この場合には、各工程を２度ずつ実行するものであるが、更に繰り返し回数を増やしてもよい。
これにより、スラリー状の処理対象物が撹拌部３の軸心にへばりついてしまった場合などであっても、少しずつ加水分解と乾燥が進み、処理対象物の含水率を下げることができる。また、乾燥が完了するまでの時間の短縮化を図ることができる場合もある。
なお、各工程（加水分解工程と乾燥工程）間の遷移は、例えば、所定時間（例えば１時間など）が経過することにより自動的に遷移してもよいし、計測した処理対象物の含水率に応じて遷移するように構成してもよい。なお、処理対象物の含水率は、直接計測してもよいし、処理対象物の重量の変化から推測してもよい。
【００５３】
更に、図４のフローチャートの説明においては、作業員によって各処理が実行される例を説明したが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等を備えたコンピュータによって実行可能なプログラムに基づいて各ステップ処理が実行されるように構成してもよい。
【００５４】
＜４．まとめ＞
上述した乾燥装置１は、内部空間９に処理対象物を収容可能な収容部２と、収容部２に収容された処理対象物を撹拌する撹拌部３と、収容部２に送り込む活性酸素を生成する活性酸素発生部５と、内部空間９の圧力を減圧させる減圧部６と、収容部２に収容された処理対象物に照射するマイクロ波を発生するマイクロ波発生部７と、を備えている。
撹拌部３及び活性酸素発生部５を備えていることにより、処理対象物に効率よく空気を供給しつつ加水分解を加速することができる。
また、収容部２の内部空間９を減圧させる減圧部６とマイクロ波発生部７を備えていることにより、スラリー状となった処理対象物に対しても効率的に熱を与え水分を除去することが可能とされている。また、乾燥に要する時間についても大幅に短縮することができ、単位時間あたりの処理量を増加させることができる。
例えば、真空の度合いによっては、乾燥に必要な熱量を削減（例えば７０％削減）することができる。これにより、乾燥に要する時間を大幅に短縮することができる。或いは、単位時間あたりに与える熱量を少なくしつつも処理時間（乾燥時間）が変わらないようにすることができる。
なお、内部空間９を減圧させる減圧部６として、上述のような高速の水流（ジェット水流）を用いた方式（エジェクター方式）を採用することにより、減圧部６のメンテナンスが容易となる。即ち、メンテナンスに掛かる費用や作業時間を削減することができ、ランニングコストの削減に寄与することができる。また、ポンプ１５に特別なものを採用しなくても済むため、ポンプ１５のコストを上昇させずに済む。
【００５５】
上述した乾燥装置１の減圧部６として用いられる減圧装置は、両端が開口された筒状体とされそのうちの一方の開口が加圧された流体が流入する流入口とされた流体流入部２０と、両端が開口された筒状体とされそのうちの一方の開口が流体を吐出する吐出口とされた流体吐出部２１と、流体流入部における他方の開口と流体吐出部における他方の開口を接続する筒状体とされた接続部２２と、流体流入部と接続部と流体吐出部の少なくとも一部の外壁部に対して間隙を有して覆うように配置され気体を間隙に取り込むための気体取込口２５を備えた気体取込部２３と、を備え、流体流入部２０と流体吐出部２１と１または複数の接続部２２は、それぞれが流入口から流入する流体を吐出口から吐出するノズル体２４を構成するノズル構成部とされ、複数のノズル構成部のうち少なくとも一組の隣り合うノズル構成部の接続端面部に間隙とノズル体の内部空間を連通する複数の気体取込通路２６が形成され、気体取込通路２６の中心軸は、ノズル体２４の内部空間の中心軸に対してねじれの位置にあるものとされることが望ましい。
ノズル体２４の内部を高速で流体（水など）を通過させることにより負圧を発生させ、内部空間９を減圧することができる。特に、ノズル構成部間に複数形成される気体取込通路２６をノズル体２４の中心軸に対してねじれの位置となるように形成することで、旋回流を発生させ、内部空間９の減圧を効率よく行うことができると共により高い減圧を行うことができる。
また、ノズル構成部の両端に形成される気体取込通路２６をノズル体２４の軸回り方向に４５度ずらすことで、旋回流をより効率的に発生させることができ、減圧効果を高めることができる。
【００５６】
このような減圧装置１を用いた減圧方法としては、収納容器の内部空間に処理対象物を収容する収容ステップと、活性酸素を付加しながら処理対象物を撹拌する撹拌ステップと、処理対象物の含水率が所定値以下となったことを判定する判定ステップと、収納容器の内部空間の圧力を減圧させる減圧ステップと、処理対象物にマイクロ波を照射する照射ステップと、を備えている。
このような減圧方法により、処理対象物の乾燥に要する時間の短縮化を図ることができる。また、スラリー状となった後の処理対象物に対しても効率よく熱を与えることができるため、乾燥を完了するまでに要する消費電力の削減を図ることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…乾燥装置、２…収容部、３…撹拌部、５…活性酸素発生部、６…減圧部、７…マイクロ波発生部、９…内部空間、２０…流体流入部、２１…流体吐出部、２２…接続部、２２Ａ…接続部、２２Ｂ…接続部、２２Ｃ…接続部、２３…気体取込部、２４…ノズル体、２５…気体取込口、２６…気体取込通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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