(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被乾燥物を導入し、導入される乾燥用温風ガスにより被乾燥物を直接乾燥する乾燥装置と、
前記乾燥装置から排出される乾燥後の水分を含む排出ガスを導入し、該水分を含む排出ガスから、水分吸脱着材により水分を除去する水分除去装置と、
水分除去後の除湿ガスを所定温度まで加温する加温装置と、
前記加温装置により加温された加温ガスを用いて、水分を吸着した前記水分吸脱着材を再生して水分を放出する再生装置と、
前記再生装置から乾燥用温風ガスを前記乾燥装置へ導入する導入ラインと、
前記乾燥装置から乾燥後の水分を含む排出ガスを前記水分除去装置へ排出する排出ラインと、
前記水分除去装置から前記除湿ガスを前記加温装置へ送給する除湿ガスラインと、
前記加温装置から加温ガスを前記再生装置へ送給する加温ガスラインと、
前記再生装置をバイパスして前記加温ガスを加温ガスラインと導入ラインとを接続するバイパスラインと、
前記再生装置に外部から大気を導入する大気導入ラインと、
前記再生装置から排出蒸気を排出する蒸気排出ラインと、
前記蒸気排出ラインに前記排出蒸気の水分を計測する水分計と、を有し、
前記再生装置で水分吸脱着材を再生した加温ガスを、前記乾燥用温風ガスとして循環再利用すると共に、
前記排出蒸気が所定の水分量以下となったことを前記水分計で確認した後、前記加温ガスラインに介装されたバルブを閉じ、前記バイパスラインに介装されたバルブを解放し、前記乾燥装置に加温ガスを直接導入することを特徴とする温風乾燥システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記乾燥装置に加温ガスを直接導入する際、
前記加温装置での加温を乾燥用温風ガスの温度条件に変更することを特徴とすることを特徴とする温風乾燥システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記水分吸脱着材が、下記式（１）の相対蒸気圧の変化幅が、０．０５〜０．１０の吸着量差を有することを特徴とすることを特徴とする温風乾燥システム。
相対蒸気圧=（吸着材周囲の水蒸気の圧力）／（吸着材の温度での水蒸気の飽和圧力）・・・（１）
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
前記水分除去装置と、前記再生装置とを交互に切り替える切り替えラインを設け、水分吸脱着材を交互に用いて、乾燥後の水分を含む排出ガスを乾燥すると共に、水分を吸着した前記水分吸脱着材を再生することを特徴とする温風乾燥システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記被乾燥物が穀物であることを特徴とすることを特徴とする温風乾燥システム。
【請求項６】
被乾燥物を導入し、導入される乾燥用温風ガスにより被乾燥物を乾燥装置で直接乾燥する乾燥工程と、
前記乾燥工程から排出される乾燥後の水分を含む排出ガスを導入し、該水分を含む排出ガスから、水分吸脱着材により水分を除去する水分除去工程と、
水分除去後の除湿ガスを所定温度まで加温装置で加温する加温工程と、
前記加温工程により加温された加温ガスを用いて、水分を吸着した前記水分吸脱着材を再生して水分を排出蒸気として外部に放出する再生工程と、
前記排出蒸気が所定の水分量以下となったことを水分計で確認する工程と、
所定の水分量以下となった際、前記再生工程で導入する前記加温ガスをバイパスして、前記乾燥装置に前記加温ガスを直接導入する工程と、を備えることを特徴とする温風乾燥方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記乾燥装置に加温ガスを直接導入する際、前記加温装置での加温を乾燥用温風ガスの温度条件に変更することを特徴とすることを特徴とする温風乾燥方法。
【請求項８】
請求項６又は７において、
前記水分吸脱着材が、下記式（１）の相対蒸気圧の変化幅が、０．０５〜０．１０の吸着量差を有することを特徴とすることを特徴とする温風乾燥方法。
相対蒸気圧=（吸着材周囲の水蒸気の圧力）／（吸着材の温度での水蒸気の飽和圧力）
・・・（１）
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか一つにおいて、
前記水分除去工程と前記再生工程とを交互に切り替え、水分吸脱着材を交互に用いて、乾燥後の水分を含む排出ガスを乾燥すると共に、水分を吸着した前記水分吸脱着材を再生することを特徴とする温風乾燥方法。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか一つにおいて、
前記被乾燥物が穀物であることを特徴とすることを特徴とする温風乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば米又は麦等の穀物を温風により乾燥する温風乾燥システム及び温風乾燥方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、籾等の穀物等を対象とする熱風式乾燥装置では、乾燥工程の上流において大気中から導入した空気を加熱装置により昇温させた後、加熱した温風を乾燥装置に供給している。
この昇温された温風は、乾燥工程において、被乾燥物である穀物と直接接触させることで、水分を蒸発させて乾燥を行っている（特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２００７４８号公報
【特許文献２】特開平５−２２９６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この乾燥後の乾燥ガスは、被乾燥物から蒸発した水分により、乾燥処理後のガス中の湿度が上昇することとなり、この高湿度のガスは乾燥能力が低下するために、従来の既存装置では、この高湿度のガスを再循環させることなく、大気中へ放出している。
【０００５】
この結果、従来技術においては以下のような問題がある。
１）  入口から導入する乾燥空気を常に常温から所定乾燥ガス温度まで昇温させる必要があるため、入口昇温工程において大きなエネルギー供給が必要である。
２）  穀物の温風乾燥では、乾燥処理後の乾燥装置からの排出ガスの温度が例えば３０℃前後と低く、廃熱回収が難しく、乾燥処理後の排出ガスの熱エネルギーの損失となる。
【０００６】
よって、従来において、系外に捨てていた廃熱を再利用することができ、乾燥システム全体のエネルギー効率の向上を図る温風乾燥設備の出現が切望されている。
【０００７】
本発明は、前記問題に鑑み、乾燥システム全体のエネルギー効率の向上を図る温風乾燥システム及び温風乾燥方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、被乾燥物を導入し、導入される乾燥用温風ガスにより被乾燥物を直接乾燥する乾燥装置と、前記乾燥装置から排出される乾燥後の水分を含む排出ガスを導入し、該水分を含む排出ガスから、水分吸脱着材により水分を除去する水分除去装置と、水分除去後の除湿ガスを所定温度まで加温する加温装置と、前記加温装置により加温された加温ガスを用いて、水分を吸着した前記水分吸脱着材を再生して水分を放出する再生装置と、前記再生装置から乾燥用温風ガスを前記乾燥装置へ導入する導入ラインと、前記乾燥装置から乾燥後の水分を含む排出ガスを前記水分除去装置へ排出する排出ラインと、前記水分除去装置から前記除湿ガスを前記加温装置へ送給する除湿ガスラインと、前記加温装置から加温ガスを前記再生装置へ送給する加温ガスラインと、前記再生装置をバイパスして前記加温ガスを加温ガスラインと導入ラインとを接続するバイパスラインと、前記再生装置に外部から大気を導入する大気導入ラインと、
前記再生装置から排出蒸気を排出する蒸気排出ラインと、前記蒸気排出ラインに前記排出蒸気の水分を計測する水分計と、を有し、前記再生装置で水分吸脱着材を再生した加温ガスを、前記乾燥用温風ガスとして循環再利用すると共に、前記排出蒸気が所定の水分量以下となったことを前記水分計で確認した後、前記加温ガスラインに介装されたバルブを閉じ、前記バイパスラインに介装されたバルブを解放し、前記乾燥装置に加温ガスを直接導入することを特徴とする温風乾燥システムにある。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記乾燥装置に加温ガスを直接導入する際、前記加温装置での加温を乾燥用温風ガスの温度条件に変更することを特徴とすることを特徴とする温風乾燥システムにある。
【００１０】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記水分吸脱着材が、下記式（１）の相対蒸気圧の変化幅が、０．０５〜０．１０の吸着量差を有することを特徴とすることを特徴とする温風乾燥システムにある。
相対蒸気圧=（吸着材周囲の水蒸気の圧力）／（吸着材の温度での水蒸気の飽和圧力）
・・・（１）
【００１１】
第４の発明は、第１乃至第３のいずれか一つの発明において、前記水分除去装置と、前記再生装置とを交互に切り替える切り替えラインを設け、水分吸脱着材を交互に用いて、乾燥後の水分を含む排出ガスを乾燥すると共に、水分を吸着した前記水分吸脱着材を再生することを特徴とする温風乾燥システムにある。
【００１２】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記被乾燥物が穀物であることを特徴とすることを特徴とする温風乾燥システムにある。
【００１３】
第６の発明は、被乾燥物を導入し、導入される乾燥用温風ガスにより被乾燥物を乾燥装置で直接乾燥する乾燥工程と、前記乾燥工程から排出される乾燥後の水分を含む排出ガスを導入し、該水分を含む排出ガスから、水分吸脱着材により水分を除去する水分除去工程と、水分除去後の除湿ガスを所定温度まで加温装置で加温する加温工程と、前記加温工程により加温された加温ガスを用いて、水分を吸着した前記水分吸脱着材を再生して水分を排出蒸気として外部に放出する再生工程と、前記排出蒸気が所定の水分量以下となったことを水分計で確認する工程と、所定の水分量以下となった際、前記再生工程で導入する前記加温ガスをバイパスして、前記乾燥装置に前記加温ガスを直接導入する工程と、を備えることを特徴とする温風乾燥方法にある。
【００１４】
第７の発明は、第６の発明において、前記乾燥装置に加温ガスを直接導入する際、前記加温装置での加温を乾燥用温風ガスの温度条件に変更することを特徴とすることを特徴とする温風乾燥方法にある。
【００１５】
第８の発明は、第６又は第７の発明において、前記水分吸脱着材が、下記式（１）の相対蒸気圧の変化幅が、０．０５〜０．１０の吸着量差を有することを特徴とすることを特徴とする温風乾燥方法にある。
相対蒸気圧=（吸着材周囲の水蒸気の圧力）／（吸着材の温度での水蒸気の飽和圧力）
・・・（１）
【００１６】
第９の発明は、第６乃至第８のいずれか一つの発明において、前記水分除去工程と前記再生工程とを交互に切り替え、水分吸脱着材を交互に用いて、乾燥後の水分を含む排出ガスを乾燥すると共に、水分を吸着した前記水分吸脱着材を再生することを特徴とする温風乾燥方法にある。
【００１７】
第１０の発明は、第６乃至９のいずれか一つの発明において、前記被乾燥物が穀物であることを特徴とすることを特徴とする温風乾燥方法にある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、系外に廃熱として無駄に捨てていた乾燥後の排出ガスから水分を水分吸脱着材により除去して、再利用することができることとなる。また、この水分吸収の際、水蒸気として保持されていた熱エネルギー(潜熱)を、水分除去装置においてガスの顕熱として回収することができるので、温風乾燥システム全体のエネルギー効率を大幅に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施例１に係る温風乾燥システムの概略図である。
【図２】図２は、水分吸脱着材の吸着等温線による相蒸気圧と吸着量との関係を示す図である。
【図３】図３は、実施例１に係るガス温度及び湿度を記載した温風乾燥システムの概略図である。
【図４】図４は、本実施例に係るエネルギー収支の一例を示す図である。
【図５】図５は、従来例に係るエネルギー収支の一例を示す図である。
【図６−１】図６−１は、実施例２に係る温風乾燥システムの概略図である。
【図６−２】図６−２は、実施例２に係る温風乾燥システムの概略図である。
【図７】図７は、実施例３に係る温風乾燥システムの概略図である。
【図８】図８は、実施例３に係る温風乾燥システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例１】
【００２１】
図１は、実施例１に係る温風乾燥システムの概略図である。図１に示すように、本実施例に係る温風乾燥システム１０Ａは、被乾燥物(例えば籾)１１を導入し、導入される乾燥用温風ガス１２Ａにより被乾燥物１１を直接乾燥する乾燥装置１３と、この乾燥装置１３から排出される乾燥後の水分を含む排出ガス１２Ｂを導入し、この水分を含む排出ガス１２Ｂから、水分吸脱着材１４により水分を除去する水分除去装置１５と、水分除去後の除湿ガス１２Ｃを所定温度まで加温する加温装置１６と、この加温装置１６により加温された加温ガス１２Ｄを用いて、水分を吸着した水分吸脱着材１４を再生して水分を放出する再生装置１７とを備え、再生装置１７で水分吸脱着材１４を再生した加温ガスを、乾燥用温風ガス１２Ａとして循環再利用するものである。なお、図１において、水分吸脱着材１４として白丸印は水分を吸着する能力を有する状態を示し、黒丸印は水分を吸着する能力が低下した状態を示す。また、図１中、符号１１Ａは乾燥処理後の乾燥製品、２０はガスを循環する送風機、２１は乾燥用温風ガス１２Ａからの熱、２２は被乾燥物１１からの蒸気、Ｌ1は乾燥用温風ガス１２Ａを乾燥装置１３に導入する導入ライン、Ｌ2は乾燥後の水分を含む排出ガス１２Ｂの排出ライン、Ｌ3は除湿ガス１２Ｃを送給する除湿ガスライン、Ｌ4は加温ガス１２Ｄを送給する加温ガスライン、Ｌ8は被乾燥物を乾燥装置１３に導入する被乾燥物導入ライン、Ｌ9は乾燥製品１１Ａを排出する乾燥製品排出ラインを各々図示する。
【００２２】
本実施例の温風乾燥システム１０Ａは、乾燥装置１３内に被乾燥物導入ラインＬ8を介して導入される被乾燥物１１に対して、連続して導入される乾燥用温風ガス１２Ａにより、直接温風が接触して乾燥処理されている。なお、乾燥された乾燥製品１１Ａは乾燥製品排出ラインＬ9を介して排出される。
【００２３】
ここで、乾燥装置１３は特に限定されるものではなく、例えばバッチ式乾燥装置、連続式乾燥装置、連続流下式乾燥装置、連続上昇式乾燥装置等を例示することができる。
【００２４】
また、被乾燥物１１としては、例えば籾、大麦等の穀物を例示できるが、本発明は、これに限定されるものではなく、温風ガスを用いて乾燥するものであれば特に限定されるものではない。
【００２５】
この乾燥装置１３で被乾燥物１１の乾燥に寄与した水分を含む排出ガス１２Ｂは、その排出の際、被乾燥物１１中の水分である蒸気２２を同伴するので、水分を多く含むガスとなると共に、温度が乾燥装置１３に導入する前よりも低温になる。
【００２６】
本実施例では、この水分を含む排出ガス１２Ｂは、排出ラインＬ2により水分吸脱着材１４が内装された水分除去装置１５に導入され、この水分除去装置１５内において乾燥後の水分を含む排出ガス１２Ｂを水分吸脱着材１４と直接接触させることで、排出ガス１２Ｂ中に含まれる水分を除去する。これと共に、水分を除去した際に放出される潜熱により排出ガス１２Ｂを再加熱し、除湿ガスラインＬ3に除湿・加温された除湿ガス１２Ｃとして排出される。
【００２７】
この除湿ガス１２Ｃは、このままの温度では、乾燥装置１３での乾燥に寄与するガス媒体の条件に達していないので、加温装置１６により所定温度に加温され、加温ガスラインＬ4に加温ガス１２Ｄとして排出される。
【００２８】
さらに本実施例では、この加温ガス１２Ｄを用いて、水分を吸着した水分吸脱着材１４から水分を放出し、水分吸脱着材１４を再生するようにしている。
【００２９】
ここで、水分除去装置１５で用いる水分吸脱着材１４は、所定量水分を吸着するとそれ以上水分を吸収する能力が低下する。よって、この水分吸収能力が低下した水分吸脱着材１４から水分を放出して再生する必要があるが、本実施例では、加温装置１６の後流側に設置した再生装置１７において、再生処理がなされる。
【００３０】
この再生装置１７においては、加温ガスラインＬ4が水分吸脱着材１４の内部に配置され、間接接触により加温することで、水分吸脱着材１４から水分を除去している。この除去された蒸気は、外部から大気導入ラインＬ5及びブロワ２３により導入される大気２４により、蒸気排出ラインＬ6から排出蒸気２２ａとして排出される。
【００３１】
この再生により、乾燥装置１３で排出ガス１２Ｂに同伴された蒸気２２が水分除去装置１５で水分吸脱着材１４に一度吸収され、その後この水分を吸収した水分吸脱着材１４を再生装置１７で再生することで、排出蒸気２２ａとして、系外に排出される。
【００３２】
よって、水分吸脱着材１４に対して水分除去装置１５を用いた水分除去工程と、再生装置１７を用いた水分放出工程とを所定の時間間隔で入れ替えることで、水分吸脱着材１４の水分吸着能力が保持され、これと共に、再生装置１７で再生後の乾燥用温風ガス１２Ａを用いて、乾燥装置１３に供給することで、被乾燥物１１を連続して乾燥することが可能となる。
【００３３】
この入れ替え時間間隔は、入れ替えに要する動力・コストと、水分吸脱着材１４の容量のバランスで決定される。
例えば、入れ替え時間が短ければ水分吸脱着材が少なく済むが入れ替え動力・コストが増加し、逆に、入れ替え時間が長ければ水分吸着材が大きくなるので入れ替え動力・コストが少なくなる。
【００３４】
また、水分吸脱着材１４は例えばカートリッジ等に充填して、水分除去装置１５ではカートリッジ内部に直接排出ガス１２Ｂを導入して水分を吸着除去し、その後水分が飽和となった場合には、このカートリッジの内部に形成される加温ガス通路に加温ガス１２Ｄを導入することで、間接的にカートリッジ内部を加温して、吸着した水分を放出するようにして、水分吸着と再生とを行うようにしている。
【００３５】
この水分吸脱着材１４を再生した後の加温ガスは、乾燥用温風ガス１２Ａとして、導入ラインＬ1により乾燥装置１３内に導入され、被乾燥物１１の乾燥に再度寄与される。
【００３６】
本実施例で用いる水分吸脱着材１４は、温度依存性が大きく、従来材料に比べて大きな吸着量差を得られる材料を用いるのが好ましい。
【００３７】
図２は、水分吸脱着材の吸着等温線による相蒸気圧と吸着量との関係を示す図である。図中、吸着量は乾燥重量１ｋｇあたりの吸脱着材が吸着可能な水分量（ｋｇ）である。ここで、相対蒸気圧は、式（１）により示される。
相対蒸気圧=（吸着材周囲の水蒸気の圧力）／（吸着材の温度での水蒸気の飽和圧力）
・・・（１）
ここで、図２に示すように、横軸の温度が高い（左側）場合には、水分を放出し、温度が低い（右側）の場合には、水分を吸収する。
【００３８】
また、図２に示すように、水分吸脱着材１４の相対蒸気圧の変化幅が、０．０５〜０．１０の吸着量差を有する急激に立ち上がる性質を有するものであることが好ましい。これは相対蒸気圧の変化幅が小さい場合には、温度差が例えば１０℃程度で、水分吸収作用と、水分放出作用とを発揮するので好ましいからである。
【００３９】
図２の横軸においては、雰囲気条件が３０℃、湿度４０％ＲＨの場合の温度（℃）を示している。
図２では、一例として水分吸脱着材Ｉ及び水分吸脱着材IIでは、相対蒸気圧の差が０．７程度と大幅に小さいものを用いている。なお、水分吸脱着剤IIIは、例えばシリカゲルのような温度変化がリニアに変化するものである。
このように、被乾燥物１１の乾燥に際して、水分を吸収及び放出するための温度差として約７℃程度の温度差があれば良いこととなる。
【００４０】
これにより、例えば乾燥装置１３で被乾燥物１１を乾燥後の水分を含む排ガス１２Ｂが３５℃程度と低温であり、且つ４１％ＲＨの低湿度の排出ガス１２Ｂの場合でも、水分吸脱着材１４を通過することで、水分を良好に吸湿することができる。
【００４１】
この水分吸脱着材１４の材料としては、例えば、三菱樹脂株式会社製の「ＡＱＳＯＡ（商品名）」を適用することができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４２】
図３は、実施例１に係るガスの温度及び湿度を記載した温風乾燥システムの概略図である。
図３に示すように、例えば被乾燥物１１として籾（温度１６℃、含水率１８％）を乾燥して乾燥製品（乾燥籾：温度３２℃、含水率１４．５％）１１Ａとする場合について説明する。
【００４３】
乾燥装置１３には、含水率を１４．５％まで低下させる乾燥用のガスとして、乾燥用温風ガス１２Ａが温度４５℃、湿度１３％ＲＨ（絶対湿度：０．００８ｋｇ／ｋｇ−ＤＡ）で導入される。
乾燥装置１３で被乾燥物１１を乾燥して蒸気２２が同伴された排出ガス１２Ｂは温度３２℃、４１％ＲＨ（絶対湿度：０．０１２ｋｇ／ｋｇ−ＤＡ）の低温で低湿分のガスとなる。
【００４４】
この排出ガス１２Ｂは、水分除去装置１５の例えばカートリッジ等に充填された水分吸脱着材１４の内部を直接通過することで、除湿されると共に加温され、温度４３℃、湿度１５％ＲＨ（絶対湿度：０．００８ｋｇ／ｋｇ−ＤＡ）の除湿ガス１２Ｃとなる。
【００４５】
この除湿ガス１２Ｃは、加温装置１６においてヒータ加温され、温度５６℃、湿度８％ＲＨ（絶対湿度：０．００８ｋｇ／ｋｇ−ＤＡ）の加温ガス１２Ｄとなる。この加温ガス１２Ｄは、再生装置１７に導入され、カートリッジに形成された通路を通過して間接加熱することで、水分吸脱着材１４の再生を行い、温度４５℃、湿度１３％ＲＨ（絶対湿度：０．００８ｋｇ／ｋｇ−ＤＡ）の乾燥用温風ガス１２Ａとして、再度乾燥装置１３へ導入される。
【００４６】
本実施例では、導入ラインＬ1、排出ラインＬ2、除湿ガスラインＬ3、及び加温ガスラインＬ4がループ状のラインとして構成され、ガスが再循環利用される。
なお、ガスが再循環利用されるので、乾燥装置１３内で発生する粉塵を除去するために、水分除去装置１５の前流側において、粉塵除去装置４１を設置するようにしてもよい。
【００４７】
この本実施例及び従来例に係るエネルギー収支の一例を図４及び図５に示す。
図４に示すように、例えば被乾燥物１１として籾（温度１６℃、含水率１８％）を乾燥して乾燥籾（温度３２℃、含水率１５％）とする際、処理量を例えば３１トン／時間処理する場合、再循環ガスを利用するので、ヒータ加熱に要するエネルギーは約１０８０ｋＷと低いものとなる。
【００４８】
そして、乾燥装置１３における乾燥では、熱交換量が−１０８０ｋＷとなり、蒸発水分が１．３トン／時間となる。そして乾燥装置１３からの水分を含む排出ガス１２Ｂから除湿する際、水分除去装置１５では潜熱回収で凝縮潜熱が８７０ｋＷとなる。なお、水分吸脱着材１４の再生に再生装置１７で蒸発潜熱が−８７０ｋＷとなるので、循環ガス熱収支は略相殺される。
【００４９】
これに対して、従来例では、図５に示すように、乾燥装置１３に導入する乾燥用温風ガス１２Ａを得るために、外部からの空気（温度１６℃、湿度６９％）を加温装置１６により加温して温度４５℃、湿度１３％のガスとしていた。
同様に、被乾燥物１１として籾（温度１６℃、含水率１８％）を乾燥して乾燥籾（温度３２℃、含水率１５％）とする際、処理量を３１トン／時間処理する場合、温風ガスのヒータ加熱に要するエネルギーは約２４００ｋＷを要していた。
そして、乾燥では、熱交換量が−１０８０ｋＷとなり、蒸発水分が１．３トン／時間となり、乾燥装置からの水分を含む排出ガスは系外に−１３００ｋＷの廃熱として排出され、この廃熱が大幅なエネルギーの損失分となり、問題であった。
【００５０】
本実施例によれば、従来において、系外に廃熱として無駄に捨てていたガスを再利用することができることとなる。また、水蒸気として保持されていた熱エネルギ(潜熱)を、水分除去装置１５においてガスの顕熱として回収することができる。これらの改善により、温風乾燥システム全体のエネルギー効率が大幅に改善される。
【実施例２】
【００５１】
図６−１、６−２は、実施例２に係る温風乾燥システムの概略図である。なお、実施例１の装置と同一部材については、同一符号を付して重複する説明は省略する。
図６−１に示すように、本実施例に係る温風乾燥システム１０Ｂは、再生装置１７をバイパスするバイパスラインＬ7が設けられている。
水分吸脱着材１４を再生装置１７で再生処理する場合、水分吸脱着材１４から水分が所定量除去された後に、加温ガス１２Ｄを通過することは、加温ガス１２Ｄの温度が低下するので好ましくない。
【００５２】
本実施例では、排出蒸気２２ａを系外に排出する蒸気排出ラインＬ6に水分計２５を設置するようにしている。そして、図６−２に示すように、排出蒸気２２ａが所定の水分量以下となったことを水分計２５で確認した後、加温ガスラインＬ4に介装されたバルブＶ14を閉じ、バイパスラインＬ7に介装されたバルブＶ24を解放して、乾燥装置１３に直接導入することができる。
【００５３】
この場合、加温装置１６での加温を乾燥用温風ガス１２Ａの温度条件の４５℃程度まで加温すればよくなるので、加温装置の熱量を低減することができる。
【実施例３】
【００５４】
図７及び図８は、実施例３に係る温風乾燥システムの概略図である。なお、実施例１の装置と同一部材については、同一符号を付して重複する説明は省略する。
図７に示すように、本実施例に係る温風乾燥システム１０Ｃは、水分吸脱着材１４を例えばカートリッジに充填し、このカートリッジを内装する第１の水分除去・再生装置３１と、第２の水分除去・再生装置３２とを設け、これに乾燥装置１３から排出される乾燥後の水分を含む排出ガス１２Ｂの排出ラインＬ2を分岐部Ａで分岐した第１排出ラインＬ2-1と第２排出ラインＬ2-2を接続している。そして、第１排出ラインＬ2-1にはバルブＶ11を、第２排出ラインＬ2-2にはバルブＶ21を介装している。ここで、図７及び図８において水分吸脱着材１４aは水分を吸着する能力を有する状態のもの、水分吸脱着材１４ｂは水分を吸着する能力が低下した状態のものを各々示す。
【００５５】
第１の水分除去・再生装置３１と、第２の水分除去・再生装置３２からの第１除湿ガスラインＬ3-1、第２除湿ガスラインＬ3-2は合流部Ｂで合流され、除湿ガスラインＬ3により導入される加温装置１６で加温される。加温ガス１２Ｄは、加温ガスラインＬ4を分岐部Ｃ、Ｄで分岐した第１加温ガスラインＬ4-1と第２加温ガスラインＬ4-2を介して第１の水分除去・再生装置３１と、第２の水分除去・再生装置３２とに接続している。
【００５６】
図７は、第１の水分除去・再生装置３１で水分吸脱着材１４により排出ガス１２Ｂの水分の除去を行うと共に、第２の水分除去・再生装置３２で水分吸脱着材１４の再生を行っている場合である。ここで、図７の乾燥の場合では、バルブＶ11〜Ｖ16は全て解放しており、バルブＶ21〜Ｖ26は全て閉じている。
【００５７】
図７に示すように、乾燥装置１３内に被乾燥物１１が連続して上方から導入され、乾燥装置の底部の抜出部から乾燥製品１１Ａが抜出され、搬送手段３４により排出される。ここで、乾燥装置１３には乾燥用温風ガス１２Ａが乾燥通路１３ａを介して、内部に導入され、ここで投入された被乾燥物１１と直接接触して乾燥し、この乾燥の際蒸気が同伴された水分を含む排出ガス１２Ｂは排出通路１３ｂから外部へ排出される。
【００５８】
この乾燥装置１３には、乾燥用温風ガス１２Ａが導入され、乾燥に寄与している。
この乾燥装置１３内で乾燥処理がなされたガスは、被乾燥物１１から水分を除去する際、蒸気２２が同伴され、水分を含む排出ガス１２Ｂが排出される。
排出ガス１２Ｂは、分岐部ＡにおいてバルブＶ11が解放されている第１排出ラインＬ2-1を通過して、第１の水分除去・再生装置３１に導入される。
【００５９】
この第１の水分除去・再生装置３１で排出ガス１２Ｂ中の水分が除去され、除湿ガス１２Ｃを排出する。そして除湿ガス１２Ｃは第１除湿ガスラインＬ3-1を介して、除湿ガスラインＬ3に導入され、加温装置１６により所定温度に加温された加温ガス１２Ｄとなる。
【００６０】
この加温ガス１２Ｄは、分岐部Ｄにおいて第２加温ガスラインＬ4-2により第２の水分除去・再生装置３２側に導入され、ここで、カートリッジ内の通路を通過することで、カートリッジ内部に充填された水分吸脱着材１４を間接的に加熱してその再生を行う。
再生後のガスは、第２の導入ラインＬ1-2を介して合流部Ｆで導入ラインＬ1と接続され、乾燥用温風ガス１２Ａとして、乾燥装置１３に導入し、被乾燥物１１を直接乾燥する。
【００６１】
所定時間図７の状態で乾燥処理を行った後、第１の水分除去・再生装置３１における水分吸脱着材１４の水分吸着能力が低下した場合、図８に示すように、バルブを切り替えて、今度は第２の水分除去・再生装置３２の水分吸脱着材１４を用いて水分の除去を行うようにしている。
【００６２】
図８は、第２の水分除去・再生装置３２で水分吸脱着材１４により排出ガス１２Ｂの水分の除去を行うと共に、第１の水分除去・再生装置３１で水分吸脱着材１４の再生を行っている場合である。なお、図７の乾燥の場合では、バルブＶ11〜Ｖ16は全て閉じており、バルブＶ21〜Ｖ26は全て解放している。
【００６３】
図８に示すように、排出ガス１２Ｂは、分岐部ＡにおいてバルブＶ21が解放されている第２排出ラインＬ2-2を通過して、第２の水分除去・再生装置３２に導入される。
【００６４】
この第２の水分除去・再生装置３２で排出ガス１２Ｂ中の水分が除去され、除湿ガス１２Ｃを排出する。そして除湿ガス１２Ｃは除湿ガスラインＬ3-2を介して、除湿ガスラインＬ3に導入され、加温装置１６により所定温度に加温された加温ガス１２Ｄとなる。
【００６５】
この加温ガス１２Ｄは、分岐部Ｃにおいて第１加温ガスラインＬ4-1により第１の水分除去・再生装置３１側に導入され、ここで、カートリッジ内の通路を通過することで、カートリッジ内部に充填された水分吸脱着材１４を間接的に加熱してその再生を行う。再生後のガスは、第１の導入ラインＬ1-1を介して合流部Ｅで導入ラインＬ1と接続され、乾燥用温風ガス１２Ａとして、乾燥装置１３に導入し、被乾燥物１１を直接乾燥する。
【００６６】
本実施例によれば、第１の水分除去・再生装置３１と第２の水分除去・再生装置３２とを交互に用いることで、各々水分除去装置と再生装置とを兼用することとなり、水分吸脱着材１４による水分吸収及び放出を連続して行うことができる。よって、例えば穀物等の収穫時期において、被乾燥物の処理が集中する場合に、乾燥工程を停止することなく昼夜連続したエネルギー効率の向上を図る乾燥を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００６７】
１０Ａ〜１０Ｃ  温風乾燥システム
１１  被乾燥物
１１Ａ  乾燥製品
１２Ａ  乾燥用温風ガス
１２Ｂ  排出ガス
１２Ｃ  除湿ガス
１２Ｄ  加温ガス
１３  乾燥装置
１４  水分吸脱着材
１５  水分除去装置
１６  加温装置
１７  再生装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図７】
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【図８】
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