(57)【要約】【課題】乾燥機の構成を大幅に変更させることなく、様々な性状の含水有機物を均質な状態で効率的に乾燥させ、再利用し易い乾燥物を得ることができる乾燥機を提供する。【解決手段】乾燥機１は、含水有機物を加熱乾燥させる複数の乾燥手段２と、互いに隣接する乾燥手段２同士を互いに連結する連結手段８と、を備える。乾燥手段２は、略円筒状の本体２１を備え、本体２１は中心に対称となるように入口１４および出口１５を備え、上下水平方向に対称な外形で他の本体２１と着脱自在に連結される。前段側に配置された第１乾燥手段２ａと後段側に配置された第２乾燥手段２ｂとは、連結手段８で接続され、第１乾燥手段２ａの出口１５と第２乾燥手段２ｂの入口１４とを接続する連結手段８の第１連結管８０ａには、破砕装置８２が設けられ、本体２１の内部空間２０に供給される含水有機物を破砕する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並んで配置されて水分を含む含水有機物を加熱乾燥させる複数の乾燥手段およびこれらの互いに隣接する乾燥手段同士を互いに連結する連結手段を備え、
前記各乾燥手段は、前記含水有機物を収容する内部空間と、この内部空間と外部とを連通する入口および出口と、が形成された本体を備え、
前記連結手段は、互いに隣接する前記乾燥手段の出口と入口とを連結する略筒状の連結管と、この連結管の内部に設けられる破砕装置と、を備える乾燥機。
【請求項２】
前記各乾燥手段の本体は略円筒状であり、前記内部空間に設けられ前記乾燥手段の長手方向に沿って延びるスクリュと、このスクリュを回転させて前記含水有機物を前記乾燥手段の入口側から出口側へ移送する駆動装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の乾燥機。
【請求項３】
前記各乾燥手段は、前記各乾燥手段の本体の内部空間の温度を測定する温度計をさらに備え、
この温度計により計測された温度に基づいて、複数の前記各乾燥手段の駆動装置の出力をそれぞれ調整することにより前記各乾燥手段のスクリュの回転速度をそれぞれ制御する制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の乾燥機。
【請求項４】
前記各乾燥手段の本体は、円筒壁と、この円筒壁の一端側壁面に設けられ前記円筒壁の長手方向に直交して相反する方向に延びる一対の第１筒と、前記円筒壁の他端側壁面に設けられ前記第１筒と平行な一対の第２筒と、を備え、
前記乾燥手段の入口は前記第１筒の一方に設けられ、
前記乾燥手段の出口は前記第２筒の一方でかつ前記入口が設けられる前記第１筒と相反する方向に延びる第２筒に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の乾燥機。
【請求項５】
連結された複数の前記乾燥手段の最初の乾燥手段の入口に含水有機物を供給する供給手段と、
この供給手段から前記最初の乾燥手段に供給される含水有機物を粒状化する粒状化手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の乾燥機。
【請求項６】
前記乾燥手段の内部空間に乾燥用空気を供給する送風手段と、
前記乾燥手段の内部空間の空気を吸引する吸引手段と、をさらに備え、
前記送風手段は、連結された複数の前記乾燥手段の最初の乾燥手段に接続される送風管を備え、
前記吸引手段は、連結された複数の前記乾燥手段の最後の乾燥手段に接続される吸引管を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水分を含む有機物を乾燥させる乾燥機に関し、特に、脱水処理された有機性廃棄物を略筒状の乾燥機の本体内部に投入して、加熱乾燥させる乾燥機に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料製造工場から排出される茶滓やコーヒー豆滓などの有機性廃棄物は、水分を多く含み腐敗し易く、また、そのままでは焼却処理することも困難であるため、乾燥させて含水率を低下させる。こうした茶滓などの水分を含む有機性廃棄物（以下、「含水有機物」）を乾燥させる乾燥機として、ステンレスなどの金属製の筒状本体内部に、駆動装置により回転されるスクリュが設けられたものが知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に開示された乾燥機は、熱風を発生させる火炉と、この火炉に隣接配置され、熱風が吹き込まれて含水有機物が乾燥処理される乾燥室を備える。乾燥室には、含水有機物を攪拌移送するスクリュが複数基、上下方向に配置され、隣接するスクリュ同士は、互いに逆方向に含水有機物を搬送するように構成されている。また、上下に隣接するスクリュは、ケーシングに収められて乾燥室から着脱自在に構成されている。
【０００４】
この乾燥機では、最上段に配置されたスクリュの始端部分に供給された含水有機物は、スクリュにより水平方向に搬送されながら加熱乾燥され、最下段に配置されたスクリュの終端部から取り出される。含水有機物は乾燥室内に多段に配置されたスクリュにより攪拌移送されながら加熱されることで、含水有機物に含まれる水分が徐々に蒸発され、上段側から下段側に運ばれるに従い、乾燥処理が進行する。この乾燥機では、複数のスクリュが上下方向に配置されるため、乾燥機の設置面積を少なくでき、また、上下に隣接する複数のスクリュをユニット化して乾燥室内に配置するため、ユニットごとにスクリュを取り出すことができ、メンテナンスが容易である。
【０００５】
ところで、特許文献１に開示された乾燥機のように、廃棄物として取り扱われる含水有機物を乾燥させるために用いられる乾燥機においては、様々な性状の含水有機物が乾燥機の内部に供給される。このため、含水有機物の性状によって効率的かつ充分な乾燥処理のための条件が異なり、含水有機物の種類や性状によっては塊状に固まった含水有機物の内部の乾燥が不十分となったり、粉体状の含水有機物が乾燥機内部に付着するといった問題が生じる。
【０００６】
乾燥が不十分な乾燥処理物は、焼却処理には適するものの、内部から腐敗が進むため、再資源化することは困難である。一方で、固定化されたスペックの乾燥機で様々な性状の含水有機物を充分に乾燥させようとすると、乾燥機の構成が過大となり、装置の複雑化や大型化を招くことになる。また、含水有機物を充分に乾燥させるために加熱温度を高くすると、乾燥処理に必要なエネルギー量の増大を招き、乾燥処理物が炭化するなどして品質が劣化して乾燥処理物の再利用が困難になる恐れもある。
【特許文献１】特開２００３−１４５０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易に構成され、様々な性状の含水有機物を均質な状態で効率よくかつ充分に乾燥させることができる乾燥機を提供することである。また、本発明の別の目的は、再資源化しやすい乾燥物を得ることができる乾燥機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、含水有機物を内部空間に収容して加熱乾燥させる乾燥手段を多段に並べて設け、これらの乾燥手段同士を連結する連結手段に、この連結手段を通って後段の乾燥手段に送られる乾燥処理物を破砕する破砕装置を設けることを特徴とする。より具体的には、本発明は以下を提供する。
【０００９】
（１）並んで配置されて水分を含む含水有機物を加熱乾燥させる複数の乾燥手段およびこれらの互いに隣接する乾燥手段同士を互いに連結する連結手段を備え、前記各乾燥手段は、前記含水有機物を収容する内部空間と、この内部空間と外部とを連通する入口および出口と、が形成された本体を備え、前記連結手段は、互いに隣接する前記乾燥手段の出口と入口とを連結する略筒状の連結管と、この連結管の内部に設けられる破砕装置と、を備える乾燥機。
【００１０】
本発明によれば、多段に設けられた乾燥手段の本体の出口を他の乾燥手段の本体の入口と連結する連結手段に破砕装置を設け、表面から乾燥が進んだ塊状の含水有機物を破砕する。乾燥途中の含水有機物を破砕することで、後段の乾燥手段で乾燥処理される含水有機物の大きさを均質化するとともに表面積を拡大できるため、比較的低温の穏やかな乾燥条件でも含水有機物を効率よく充分に乾燥させることができる。従って、乾燥処理に必要なエネルギー量を低減し、また、乾燥処理により得られる乾燥処理物の品質劣化を防止し、腐敗しがたく、再生資源としての利用に適した乾燥物を得ることができる。
【００１１】
また、乾燥手段を多段に設けることにより、乾燥手段の数や各乾燥手段での乾燥条件を適宜、調整することにより、乾燥処理される含水有機物の性状に応じて、乾燥機の大掛かりな変更を行なうことなく簡易に乾燥条件を変更できる。
【００１２】
乾燥機には、複数の乾燥手段の少なくとも一部の本体内壁面を加熱する加熱手段を備え、加熱された本体内壁面と接触する含水有機物が加熱乾燥される伝導電熱乾燥を主体とし、他の乾燥方式を併用することが好ましい。他の乾燥方式としては、本体の内部空間に除湿処理された空気を送って乾燥させる対流伝熱乾燥（または熱風乾燥）、および、本体内部を減圧または真空状態とする減圧乾燥（真空乾燥含む）などが挙げられる。
【００１３】
加熱手段は各本体に接続し、各本体を独立に加熱する構成とすることが好ましい。加熱手段としては、本体を被覆して加熱する電熱線などが挙げられる。また、熱利用効率を高めるためには、本体をステンレスなどの金属製の二重管構造とし、二重管の間に温水や蒸気などの熱源を供給する加熱手段を設けることが好ましい。
【００１４】
ここで、「含水有機物」とは、茶滓、コーヒー豆滓などの飲料製造残渣、おからや生ゴミなどの食品残渣、および排水の生物処理により生じる有機性汚泥などの有機性廃棄物をいう。また、含水有機物が含水率１５重量％以下、好ましくは１０重量％以下になるまで乾燥処理されたものを「乾燥物」と称し、乾燥処理途中で乾燥が不十分な状態の含水有機物を乾燥処理前の含水有機物と区別する場合は特に「乾燥処理物」と称する。
【００１５】
本発明は、特に、含水有機物を加圧脱水して得られる脱水ケーキの乾燥に好適に用いられるが、含水有機物の脱水処理は加圧脱水に限られず、真空脱水や遠心脱水してもよい。含水有機物の乾燥処理に必要なエネルギー量を低減するため、茶滓などの含水有機物は、排出後直ちに脱水および乾燥させることが好ましく、乾燥機の前段に脱水機を設け、脱水機の出口を乾燥機に直結してもよい。なお、本発明において、含水有機物は、脱水することなく乾燥処理することもできるが、含水有機物を脱水処理しない場合は、乾燥処理に要するエネルギー量が多くなるため、好ましくない。
【００１６】
（２）前記各乾燥手段の本体は略円筒状であり、前記内部空間に設けられ前記乾燥手段の長手方向に沿って延びるスクリュと、このスクリュを回転させて前記含水有機物を前記乾燥手段の入口側から出口側へ移送する駆動装置と、をさらに備えることを特徴とする（１）に記載の乾燥機。
【００１７】
本発明では、乾燥手段に備えられたスクリュおよび駆動装置により、含水有機物を攪拌移送しながら含水有機物を加熱乾燥させる。各乾燥手段に設けられたスクリュは、大きさなどの形状が異なってもよく、また、回転速度はスクリュごとに個別に調整できるように構成することが好ましい。スクリュの形状や回転速度などを乾燥手段ごとに変更することで、乾燥機自体の構成を変更することなく、含水有機物の性状に応じた適切な乾燥条件を設定できるためである。
【００１８】
乾燥手段は、スクリュの軸を加熱するスクリュ加熱手段をさらに備えることが好ましい。スクリュ加熱手段を設け、スクリュの少なくとも軸を加熱することにより、スクリュと接触しながら内部空間を移送される含水有機物を速やかに乾燥させることができる。スクリュの軸を加熱する具体的構成としては、スクリュの軸を金属製の円筒などで構成して、この円筒の一端に、加熱された温水または蒸気を吹き込むロータリジョイントなどを接続する構成が挙げられる。なお、この場合、円筒の他端には、円筒内を通過した温水などが排出される排出口を設けるようにする。
【００１９】
また、乾燥手段は、スクリュの軸が延びる方向（軸方向）と直交する方向に延びる区画板を本体の内部空間にさらに備えることが好ましい。内部空間に区画板を設けることにより、本体の長手方向に移送される含水有機物の一部を堰き止め、含水有機物のショートパスを防止するとともに、内部空間を有効に活用できる。
【００２０】
区画板の大きさおよび形状は、区画板と内部空間の壁面との間に、含水有機物が通る隙間が形成されるものとする。例えば、区画板は円板の一端部が切り欠かれるとともに、溝が形成された平面視略Ｕ字形板で構成できる。略Ｕ字形の区画板は、本体内部にスクリュを設けた後であっても、溝にスクリュの軸を挟み込むようにして簡易に設置でき、また、溝の間に含水有機物が通過できる孔が形成されるため、設備清掃時などに残留物を排出でき、メンテナンスが容易となり好ましい。
【００２１】
（３）前記各乾燥手段は、前記各乾燥手段の本体の内部空間の温度を測定する温度計をさらに備え、この温度計により計測された温度に基づいて、複数の前記各乾燥手段の駆動装置の出力をそれぞれ調整することにより前記各乾燥手段のスクリュの回転速度をそれぞれ制御する制御手段をさらに備えることを特徴とする（２）に記載の乾燥機。
【００２２】
本発明によれば、各乾燥手段のスクリュを回転させる駆動装置をそれぞれ制御することにより、スクリュの回転速度を乾燥手段ごとに独立して制御できる。このため、含水有機物の性状に応じて各乾燥手段での含水有機物の滞留時間を調整して、各乾燥手段での乾燥処理条件を変更することができる。従って、乾燥処理に供される含水有機物の性状に応じ、乾燥機そのものの構造を変更することなく、含水有機物の性状に応じた乾燥条件を容易に設定できる。
【００２３】
（４）前記各乾燥手段の本体は、円筒壁と、この円筒壁の一端側壁面に設けられ前記円筒壁の長手方向に直交して相反する方向に延びる一対の第１筒と、前記円筒壁の他端側壁面に設けられ前記第１筒と平行な一対の第２筒と、を備え、前記乾燥手段の入口は前記第１筒の一方に設けられ、前記乾燥手段の出口は前記第２筒の一方でかつ前記入口が設けられる前記第１筒と相反する方向に延びる第２筒に設けられることを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載の乾燥機。
【００２４】
本発明によれば、略円筒状の本体は、長手方向に直交する方向に延びる一対の筒を両端側壁面のそれぞれに備え、本体の中心に対して（すなわち、長手方向を地面に平行に乾燥機を設置する場合、上下水平方向に）対称な外形をなす。このため、複数の乾燥手段を被覆するハウジングは不要で、各乾燥手段をユニット化して任意の数の乾燥手段を容易に着脱できるように連結して乾燥機を構成できる。従って、乾燥処理される含水有機物の量や性状などに応じ、乾燥手段の数を増減させて乾燥機の処理可能量を容易に変更できる。
【００２５】
（５）連結された複数の前記乾燥手段の最初の乾燥手段の入口に含水有機物を供給する供給手段と、この供給手段から前記最初の乾燥手段に供給される含水有機物を粒状化する粒状化手段と、をさらに備えることを特徴とする（１）から（４）のいずれかに記載の乾燥機。
【００２６】
本発明によれば、供給手段と乾燥手段との間に粒状化手段を設けるため、含水有機物をペレット状にして乾燥手段に供給できる。ペレット状の含水有機物は、形状が均質化されているため、ほぼ均質に乾燥され、乾燥むらが生じにくく、比較的低い温度でも効率よく乾燥させることができる。また、ペレット状で乾燥処理され、連結手段を介して後段の乾燥手段に供給される含水有機物は、破砕装置により破砕されて徐々に形状が小さくなるため、乾燥むらが生じることを防いで効率よく乾燥される。従って、乾燥に必要なエネルギー量を低減でき、腐敗しがたく、再生資源としての利用に適した乾燥物を得ることができる。また、ペレットは流動性がよいため、含水有機物が乾燥手段の内部空間に付着することが防止され、安定的に後段の乾燥手段に供給できる。
【００２７】
供給手段は例えば、乾燥手段の本体入口に接続されるホッパと、このホッパ内に設けられホッパの投入口から乾燥手段の本体入口に向かって延びる供給スクリュと、この供給スクリュを回転させてホッパに投入された含水有機物を乾燥手段に移送する供給装置と、を含んで構成される。
【００２８】
ホッパ内部に投入された含水有機物は水分を含んでおり、ブリッジを形成して塊状となりやすいが、ホッパ内にスクリュを設けることにより、塊状の含水有機物を定量的かつ効率よく乾燥手段に供給し、また、乾燥手段本体内の乾燥用雰囲気に影響を与えることを防止して含水有機物を連続的に乾燥手段に投入できる。
【００２９】
また、乾燥機には、供給制御手段を設け、乾燥手段での乾燥処理状態に応じて供給装置の出力を制御して、供給スクリュの回転速度を制御するように構成することが好ましい。供給スクリュの回転速度を制御することにより、乾燥手段に供給される含水有機物の供給速度やペレットの形状を調整し、乾燥処理条件を容易に変更できる。
【００３０】
なお、「乾燥用雰囲気」とは、乾燥処理のために調整された状態をいうものとし、具体的には高温減圧状態や高温真空状態などをいう。また、「ホッパ」とは、所定量の含水有機物を受け入れ、少なくとも一時的に貯留する貯留槽であり、含水有機物が投入される投入口と、ホッパ内の含水有機物が排出される吐出口と、を備える。ホッパの形状は限定されず、漏斗などの開放型の容器またはタンクなどの密閉型の容器のいずれでもよい。含水有機物の腐敗を防ぐためには、タンクなどの密閉型の容器でホッパを構成するとともに、タンク内部に炭酸ガスや窒素ガスなどを充填して貧酸素条件とすることが好ましい。
【００３１】
粒状化手段は例えば、多孔板とカッタとを含んで構成される。多孔板は、供給手段から乾燥手段に供給される含水有機物が通る通路に設け、５〜３０ｍｍ、特に１０〜２０ｍｍ程度の間隔でカッタと隣接して設けることが好ましい。多孔板は、直径５〜３０ｍｍ、特に１０〜２０ｍｍ程度の複数の小孔を備えることが好ましい。
【００３２】
多孔板およびカッタは、供給手段または／および乾燥手段内部に設けることができる。例えば、供給手段から含水有機物が吐出される吐出口と乾燥手段の入口とを直接接続するとともに、供給手段の吐出口を覆うように多孔板を設け、乾燥手段の入口側にカッタを設けることができる。このように、多孔板とカッタとを供給手段および乾燥手段の一方または両方にまたがるように設け、粒状化手段を供給手段または／および乾燥手段と一体化させれば、乾燥機の複雑化や大型化を防止できる。
【００３３】
また、供給手段と乾燥手段とをこれらから取り外し可能に構成された接続管などを備える接続手段で接続し、多孔板およびカッタの少なくとも一方を接続管内に収容するように設けてもよい。例えば、多孔板を供給手段の吐出口を覆うように設けるとともに、この吐出口に接続された接続管内にカッタが収容されるようにしてもよい。あるいは、多孔板とカッタとを接続管内部に設け、管内を横断させてもよい。このように、供給手段と乾燥手段とを接続する取り外し可能な接続管の内部に多孔板およびカッタの少なくとも一方を収容するようにすれば、粒状化手段のメンテナンスを容易にできる。
【００３４】
（６）前記乾燥手段の内部空間に乾燥用空気を供給する送風手段と、前記乾燥手段の内部空間の空気を吸引する吸引手段と、をさらに備え、前記送風手段は、連結された複数の前記乾燥手段の最初の乾燥手段に接続される送風管を備え、前記吸引手段は、連結された複数の前記乾燥手段の最後の乾燥手段に接続される吸引管を備えることを特徴とする（１）から（５）のいずれかに記載の乾燥機。
【００３５】
本発明によれば、乾燥手段の内部空間に供給された乾燥用空気は、含水有機物の流れに沿って移動する。このため、乾燥用空気として熱風を吹き込んだ場合は、含水有機物の乾燥の進行に伴って乾燥用空気の温度が低下して含水有機物の過度な温度上昇を防ぎ、品質劣化を防止できる。
【００３６】
送風手段は、例えば、乾燥用空気を乾燥手段へ送るファンと、乾燥手段の本体とこのファンとに接続される送風管とを備え、送風管の途中には、開閉可能な弁を設けることが好ましい。また、吸引手段は、吸引ポンプなどの吸引装置と、乾燥手段の本体とこの吸引装置とに接続される吸引管とを備え、吸引管の途中には、開閉可能な弁を設けることが好ましい。
【００３７】
送風管と吸引管とを開閉可能に構成することにより、乾燥処理される含水有機物の種類に応じて熱風乾燥および減圧乾燥の２つの乾燥方式を適宜選択して用いることができる。具体的には、熱風乾燥を行なう場合は、送風管から乾燥用空気を供給しながら吸引管から排気させる一方、減圧乾燥を行なう場合は、送風管を閉じて吸引管から本体内部空間内の空気を吸引すればよい。
【００３８】
乾燥機に粒状化手段を設ける場合、送風手段は、粒状化手段によりペレット状に調製された含水有機物に送風するように構成することが好ましい。ペレット状の含水有機物に乾燥用空気を突きつけることにより、乾燥を促進するとともに、含水有機物の粒同士が付着しあうことを防止できるためである。
【００３９】
ここで、「乾燥用空気」とは、湿度が５０％程度以下の空気をいう。乾燥用空気の温度は限定されないが、乾燥処理に要する時間を短くするためには、８０〜１４０℃の熱風を用いることが好ましい。乾燥手段本体から排出された空気を冷却するなどの除湿処理をして乾燥用空気として乾燥手段に循環送風してもよい。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、様々な性状の有機性廃棄物を、均質な状態で効率よく乾燥させることができる簡易な構成の乾燥機を提供できる。このため、本発明の乾燥機によれば、従来廃棄物として焼却処理されていた含水有機物の品質劣化を防止しながらこれを充分に乾燥させ、再利用に適した乾燥物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明について具体的に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る乾燥機１の模式図であり、図２は、乾燥機１の断面構成を示す図である。以下の説明では、同一部材には同一符号を付し、説明を省略または簡略化する。また、上下左右といった方向を示す用語は、乾燥機１を床面などに固定した状態を基準とするもので、説明の便宜上、用いるものである。
【００４２】
乾燥機１は、図１に示すように、上下２段に並べられた第１乾燥手段２ａおよび第２乾燥手段２ｂ（これらをまとめて「乾燥手段２」という場合がある）と、供給手段３と、乾燥手段２と供給手段３とを接続する接続手段５と、粒状化手段４と、送風手段６と、吸引手段７と、第１乾燥手段２ａと第２乾燥手段２ｂとを連結する連結手段８と、制御手段および供給制御手段を兼ねるコントローラＣと、を備える。
【００４３】
供給手段３は、ホッパ３０と、このホッパ３０の内部に設けられた供給スクリュ３１と、モータで構成された供給装置３２と、を備える。ホッパ３０は、含水有機物が投入される投入口３４と、含水有機物が排出される吐出口３５と、を備え、密閉可能なタンクで構成されている。供給スクリュ３１は、供給装置３２により回転される軸に羽根が螺旋状に巻きつけられた構成で、ホッパ３０内のほぼ中心に位置し、投入口３４側から吐出口３５側に延びる。
【００４４】
接続手段５は、円筒状の接続管５１を備え、供給手段３と乾燥手段２とを接続する。具体的には、接続管５１の一端はホッパ３０の吐出口３５と接続され、他端は第１乾燥手段２ａと接続されている。含水有機物は、供給手段３の吐出口３５、接続手段５の接続管５１および後述する乾燥手段２の入口１４で構成される管状の部分を通り、乾燥手段２内に入る。
【００４５】
粒状化手段４は、複数の小孔を備える円板状の多孔板４１と、多孔板４１を通過した糸状の含水有機物を切断する回転式のカッタ４２と、を備える。多孔板４１は、ホッパ３０の吐出口３５に嵌め込まれ、ホッパ３０から吐出される含水有機物の通路を横断するように配置されている。カッタ４２は、多孔板４１に隣接して第１乾燥手段２ａ側に配置され、接続管５１内に収容されている。なお、接続管５１を設けることなく、供給手段３の吐出口３５と乾燥手段２の入口１４とを直接接続し、吐出口３５に多孔板４１を設け、入口１４にカッタ４２が収容されるように構成してもよい。
【００４６】
第１乾燥手段２ａおよび第２乾燥手段２ｂは、それぞれ、本体２１と、スクリュ２２と、駆動装置としてのモータ２７と、スクリュ加熱手段２５と、区画板２６と、を備える。本体２１は円筒壁１０を備え、円筒壁１０の両端は一対の側壁１１ａ、１１ｂ（これらをまとめて「側壁１１」という）で閉じられ、内部空間２０が形成されている。円筒壁１０の壁面には、本体２１の長手方向に直交して相反する方向に延びる一対の円筒が両端部にそれぞれ接続されている。
【００４７】
これらの円筒のうち、円筒壁１０の一端側に接続された一対の第１筒１２の一方（上側第１筒１２ａ）には内部空間２０と連通する入口１４が設けられ、他方（下側第１筒１２ｂ）は内部空間２０と連通せず、連結手段８を介して後段の乾燥手段（本実施態様では第２乾燥手段２ｂ）と連結されている。また、円筒壁１０の他端側に接続された一対の第２筒１３は、共に内部空間２０と連通し、入口１４が設けられた第１筒１２ａと相反する方向に延びる下側第２筒１３ｂには出口１５が設けられている。下側第２筒１３ｂと相反する方向に延びる上側第２筒１３ａには、内部空間２０から空気を排出するための排気用口１８が設けられている。円筒壁１０の上側壁面には、第１筒１２と第２筒１３との間にさらに２つの開口１６が設けられている。開口１６は円筒壁１０壁面から突出する円筒状であり、先端面を円板状の蓋で覆うことにより、開閉可能な構成とされている。
【００４８】
このように、本体２１は上下左右方向にほぼ対称な外形をなし、入口１４および出口１５も対称に設けられている。このため、本体２１、スクリュ２２、モータ２７、およびスクリュ加熱手段２５などをユニット化し、ユニット化された任意の数の乾燥手段２を後述する連結手段８で着脱自在に連結できる。
【００４９】
なお、本体２１は、ステンレスなどの金属製の内管と外管とで構成された二重管構造であり、内管と外管との間に設けられた空間（加熱用空間）に温水または蒸気を供給して内管を加熱する加熱手段（図示せず）が設けられている。加熱手段は、入口１４に隣接して設けられ温水などを加熱用空間に供給する熱供給管、および出口１５に隣接して設けられ温水などを加熱用空間から排出する熱排出管を備えている。
【００５０】
本体２１の内部空間２０には、図２に示すように、軸に羽根が螺旋状に巻きつけられて構成されたスクリュ２２が設けられている。スクリュ２２の羽根は、複数の小孔を備えた多孔板などで構成し、含水有機物を攪拌混合しながら移送し、かつ、加熱乾燥に伴い発生する湿った空気が流れ易い構造とすることが好ましい。スクリュ２２は、本体２１の両端側のフランジ部分から本体２１内部に配置され、本体２１の長手方向に平行に延びて両端部は本体２１の外部へ突出する。スクリュ２２の軸は、ステンレスなどの金属製の管で構成されている。
【００５１】
本体２１外部へ突出したスクリュ２２の軸の一端部には、スクリュ２２の軸を回転させるモータ２７が接続され、他端にはスクリュ加熱手段２５が接続されている。スクリュ加熱手段２５は、温水や蒸気などの熱源をスクリュ２２の軸内に送る送液ポンプなどの熱源供給装置などで構成できる。スクリュ２２の軸が加熱されることにより、軸に螺旋状に設けられた羽根も加熱され、スクリュ２２に接して移送される含水有機物の乾燥を促進できる。
【００５２】
また、内部空間２０には、２枚の区画板２６ａ、２６ｂ（以下、これらをまとめて「区画板２６」という）が上方へ延びるようにして設けられている。図３は乾燥手段２の内部を示す図であり、この図に示すように区画板２６は円板の一部が切り欠かれるとともに、溝２６０が形成され、平面視略Ｕ字形をなす。区画板２６は、溝２６０をスクリュ２２の軸に差し込んで配置され、区画板２６の上部に隙間２２０が形成され、溝２６０の部分に通過孔が形成される。
【００５３】
本体２１には、２枚の区画板２６のうち、第２筒１３に近い側に設けられた区画板２６ｂに隣接して温度計Ｔ１が設けられており、内部空間２０の温度を計測することにより、含水有機物の乾燥処理状態を把握できるように構成されている。
【００５４】
連結手段８は、第１連結管８０ａおよび第２連結管８０ｂ（以下、これらをまとめて「連結管８０」という）と、第１連結管８０ａに設けられた破砕装置８２と、を備える。第１連結管８０ａは、第１乾燥手段２ａの下側第２筒１３ｂと第２乾燥手段２ｂの上側第１筒１２ａとを接続し、第２連結管８０ｂは、第１乾燥手段２ａの下側第１筒１２ｂと第２乾燥手段２ｂの上側第２筒１３ａとを接続している。これにより、第１乾燥手段２ａの上側第１筒１２ａに設けられた入口１４に投入された含水有機物は、第１乾燥手段２ａの下側第２筒１３ｂから第１連結管８０ａを経て第２乾燥手段２ｂの上側第１筒１２ａに設けられた入口１４に入り、第２乾燥手段２ｂの下側第２筒１３ｂから排出される。
【００５５】
破砕装置８２は、多段カッタ８２ａと、この多段カッタ８２ａを回転させる破砕用モータ８２ｂと、を備える。多段カッタ８２ａは、第１連結管８０ａを横断する軸とこの軸に沿って設けられた複数の刃とを備え、多段カッタ８２ａの軸が延びる方向に直交する方向に落下する乾燥処理物を破砕する。
【００５６】
なお、本実施態様では、連結管８０は独立部材であり本体２１と分離可能に構成されているが、前段乾燥手段（本実施態様の第１乾燥手段２ａ）の下側第１筒１２ｂと後段乾燥手段（本実施態様の第２乾燥手段２ｂ）の上側第２筒１３ａとを直接連結して第１連結管とし、第１乾燥手段２ａの下側第２筒１３ｂと第２乾燥手段２ｂの上側第１筒１２ａとを直接連結して第２連結管としてもよい。この場合、破砕装置８２は、第１乾燥手段２ａの下側第２筒１３ｂまたは第２乾燥手段２ｂの上側第１筒１２ａ内に収容して連結手段８を本体２１と一体化して構成できるため、乾燥機１を小型化できる。
【００５７】
本実施態様において、最後段に配置された第２乾燥手段２ｂの出口１５には、管状の出口管１５１の一端が接続されている。出口管１５１の他端側には、密閉可能な容器で構成された乾燥物貯槽１５０が接続されている。乾燥物貯槽１５０は、吸引ポンプなどの吸引装置、入口を塞ぐように設けられたバグフィルタ、および貯槽下部に設けられ窒素ガスを槽内に吹き込むガス供給管（いずれも図示せず）を備え、内部空間２０から乾燥物を乾燥物貯槽１５０に真空輸送し、貧酸素条件下で貯留する。また、出口管１５１と乾燥物貯槽１５０との間には、ロータリバルブ１５２が設けられ、乾燥手段２の内部空間２０の乾燥用雰囲気を保持した状態で、内部空間２０から乾燥物を取り出せる。
【００５８】
本実施態様において、送風手段６は乾燥手段２と同数設けられ、各送風手段６は各乾燥手段２にそれぞれ送風を行う。具体的には、第１送風手段６ａは第１乾燥手段２ａに送風し、第２送風手段６ｂは第２乾燥手段２ｂに送風する。各送風手段６は、ファン６０と、送風管６１と、送風管６１の途中に設けられた開閉可能な弁６２と、を備える。第１送風手段６ａの送風管６１は接続管５１の壁面に接続され、ファン６０から送出された乾燥用空気を、接続管５１を介して第１乾燥手段２ａに供給する。一方、第２送風手段６ｂの送風管６１は第１連結管８０ａの壁面に接続され、第１連結管８０ａを介して第２乾燥手段２ｂに乾燥用空気を供給する。
【００５９】
本実施態様において、吸引手段７は各乾燥手段２の内部空間２０の空気を吸引できるように乾燥手段２と同数設けられている。具体的には、第１乾燥手段２ａに第１吸引手段７ａが接続され、第２乾燥手段２ｂに第２吸引手段７ｂが接続されている。各吸引手段７は、乾燥手段２の内部空間２０の空気を吸引する吸引装置としての吸引ポンプ７０と、この吸引ポンプ７０に接続された吸引管７１と、吸引管７１の途中に設けられた開閉可能な弁７２と、を備える。また、吸引管７１の途中には温度計Ｔ２、および湿度計Ｈが設けられ、内部空間２０の出口１５側から吸引される気体の温度および湿度を測定することにより、含水有機物の乾燥処理状態を把握できる。
【００６０】
送風手段６と吸引手段７とは循環管６７により接続され、内部空間２０から取り出された気体が循環利用できるように構成されている。吸引管７１の途中には、コンデンサなどで構成される除湿装置６８が接続され、乾燥手段２内部の高温多湿の空気が冷却されることにより除湿され、乾燥用空気として送風管６１へ送られる。含水有機物の乾燥を促進するため、循環管６７の途中には熱交換器などを設けて乾燥用空気を加熱した熱風として送風管６１へ送ってもよい。
【００６１】
なお、第１吸引手段７ａの吸引管７１から排出される排出気体は湿度が高いため、第２吸引手段７ｂの吸引管７１から排出される排出気体のみを循環利用してもよい。この場合循環管６７は、第１送風手段６ａおよび第２送風手段６ｂの両方に接続すればよい。このように、乾燥手段２から排出される排出気体を循環利用することで、排気ガスの発生を抑制し、気体の加熱に必要なエネルギー量を低減できる。
【００６２】
本体２１に設けられた温度計Ｔ１および吸引管７１に設けられた温度計Ｔ２、湿度計Ｈは、コントローラＣに接続されている。コントローラＣは、供給装置３２および各乾燥手段２のモータ２７にも接続されている。コントローラＣは中央演算処理装置（ＣＰＵ）などを備え、温度計Ｔ１、Ｔ２（これらをまとめて「温度計Ｔ」という）および湿度計Ｈから伝達される測定値を入力し、これらの測定値に基づいて含水有機物の乾燥処理状態を判断し、供給装置３２およびモータ２７のいずれか一方または両方の出力を制御する信号を出力して、供給スクリュ３１およびスクリュ２２のいずれか一方または両方の回転速度を制御する。
【００６３】
次に、上述した乾燥機１を用いて、飲料製造工場から排出される緑茶および紅茶などの茶滓やコーヒー豆滓などの含水有機物を乾燥させる方法について説明する。
【００６４】
茶飲料などの製造工程で発生する茶滓などの含水有機物は、脱水機（図示せず）で機械的に脱水され、塊状の含水有機物（脱水ケーキ）としてホッパ３０に投入される。脱水機の出口とホッパ３０の投入口３４とは、図示しないコンベアなどの搬送手段で接続されており、脱水ケーキは脱水機から排出されると直ちにホッパ３０に搬入されるように構成されている。ホッパ３０の内部空間は窒素ガスが充填されることにより貧酸素条件としてもよい。ホッパ３０内を貧酸素条件とすることで、ホッパ３０内で含水有機物が酸化されてカテキン類などの成分が分解することが防止でき、また、微生物が増殖して腐敗が進行することが防止できる。
【００６５】
ホッパ３０内に投入された塊状の含水有機物は、供給手段３の供給スクリュ３１により、吐出口３５へ送られる。吐出口３５に送られた含水有機物は、供給スクリュ３１により多孔板４１の小孔から押し出され、カッタ４２で５〜３０ｍｍ好ましくは１０〜２０ｍｍ間隔で切断される。多孔板４１の小孔の直径は、５〜３０ｍｍ、特に１０〜２０ｍｍであることが好ましく、多孔板４１を通過してカッタ４２により切断された含水有機物は、直径が５〜３０ｍｍ好ましくは１０〜２０ｍｍ程度の円柱状のペレット状で乾燥手段２に供給される。
【００６６】
ペレット状に調整された含水有機物は、自然落下して第１乾燥手段２ａの内部空間２０に投入される。内部空間２０には、モータ２７に駆動されて回転するスクリュ２２が設けられており、含水有機物は、加熱された内部空間２０壁面に接触することで加熱乾燥されながら、スクリュ２２により入口１４側から出口１５側へ攪拌移送される。内部空間２０には、区画板２６が設けられており、含水有機物はこの区画板２６に堰き止められることにより、ショートパスが防止され、内部空間２０が有効に利用される。
【００６７】
乾燥手段２では、飲料製造工場などから発生する含水有機物の種類に応じて、熱風などの乾燥用空気を吹き込んで含水有機物を乾燥させる熱風乾燥または内部空間２０内の空気を吸引しながら本体２１を加熱して含水有機物を乾燥させる減圧乾燥を行なう。
【００６８】
具体的には、減圧乾燥は、４０〜６０℃程度の比較的低い温度での乾燥処理に適しており、減圧乾燥によれば茶滓に含まれるカテキン類の分解を防止できるため、茶滓が排出される場合は減圧乾燥を行なうことが好ましい。減圧乾燥を行なう場合、本体２１を加熱して、本体２１内の含水有機物を加熱しながら、吸引ポンプ７０から内部空間２０内の揮発性物質や蒸気を含む気体を吸引排出して含水有機物を乾燥させる。なお、本体２１は、吸引ポンプ７０に代えてウォータエジェクタを用いて減圧してもよい。
【００６９】
一方、コーヒー豆滓は、送風しながら乾燥させることが好ましいため、熱風乾燥させるとよい。本実施形態に係る乾燥機１では、乾燥手段２の入口１４側から乾燥用空気を吹き込み、含水有機物の流れに沿って出口１５側から排気するため、乾燥用空気として熱風を用いる場合でも、含水有機物の乾燥が進むに従い、徐々に熱風は温度降下するため、含水有機物に含まれる成分が酸化分解することが防止できる。
【００７０】
また、本実施形態では、熱風乾燥を行なう場合、ファン６０から送風される乾燥用空気を乾燥手段２の入口１４で内部空間２０に吹き込み、含水有機物から蒸発した上記などを含んだ空気を吸引管７１から排出して乾燥させる。送風管６１は、乾燥手段２の本体２１に接続してもよいが、本実施態様のように乾燥手段２の入口１４に設けることで、含水有機物を分散させて乾燥を促進できる。
【００７１】
このように、第１乾燥手段２ａに投入された含水有機物は、出口１５側へ運ばれるに従って乾燥される。第１乾燥手段２ａは第２乾燥手段２ｂと連結され、第１乾燥手段２ａにおいては、出口１５側へ運ばれた乾燥処理物は、下側第２筒１３ｂおよび第１連結管８０ａ内を自然落下し、破砕装置８２により破砕され、第２乾燥手段２ｂへ入る。
【００７２】
第２乾燥手段２ｂ内に投入された含水有機物は、本体２１内を入口１４から出口１５へ移送されながら乾燥される。第２乾燥手段２ｂにおいては、出口１５には出口管１５１が接続され、この出口管１５１のロータリバルブ１５２が開かれることにより、乾燥物が本体２１外へ排出される。
【００７３】
なお、本実施態様では２台の乾燥手段２が並べて配置されているが、さらに多くの乾燥手段２を並べて互いに連結してもよい。多段に並べて連結された複数の乾燥手段２で乾燥処理される含水有機物は、後段の乾燥手段２の入口１４に供給される際に破砕装置８２により破砕され、徐々に粒径が小さくなり、最終的にはパウダー状で最後尾の乾燥手段２の出口１５から排出される。並べて配置された複数の乾燥手段２同士は、上述した連結手段８で連結し、供給手段３は最初の乾燥手段２の入口１４に接続し、出口管１５１は最後の乾燥手段２の出口１５に接続する。
【００７４】
出口管１５１の先端には、ロータリバルブ１５２を介して吸引ポンプを備える乾燥物貯槽１５０が設けられ、第２乾燥手段２ｂの内部空間２０から乾燥物が吸引ポンプで吸引され、バグフィルタで除塵された後、乾燥物貯槽１５０に貯留される。乾燥物貯槽１５０下部からは窒素ガスが供給され、槽内の乾燥物の酸化が防止される。なお、乾燥物貯槽１５０には、内部の界面位置を検出するセンサを設け、このセンサにより検出された界面位置に基づき、乾燥物の搬出時期を出力するように構成してもよい。
【００７５】
また、供給手段３から乾燥手段２への含水有機物の供給速度または／および乾燥手段２内での含水有機物の移動速度は、供給スクリュ３１または／およびスクリュ２２の回転速度を調整することにより、適宜変更するとよい。具体的には、温度計Ｔまたは／および湿度計Ｈにより測定された乾燥手段２内の温度および湿度から、含水有機物の乾燥処理が十分に行われていないと判断される場合は、コントローラＣから供給スクリュ３１または／およびスクリュ２２の回転速度を下げる信号を出力する。これにより、単位含水有機物量あたりの乾燥処理時間を長くして、十分な乾燥を行うことができる。また、乾燥処理が速やかに進んでいる場合、供給スクリュ３１または／およびスクリュ２２の回転速度を上げ、単位時間当たりの含水有機物の処理量を増やすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、茶飲料製造などに伴い発生する茶滓などの有機性廃棄物を再資源化するために利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態に係る乾燥機を示す図である。
【図２】上記実施形態に係る乾燥機の断面構成を示す図である。
【図３】上記実施形態に係る乾燥機の乾燥手段の内部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１      乾燥機
２      乾燥手段
３      供給手段
４      粒状化手段
５      接続手段
６      送風手段
７      吸引手段
８      連結手段
１２    第１筒
１３    第２筒
１４    入口
１５    出口
２０    内部空間
２１    本体
２２    スクリュ
２５    スクリュ加熱手段
２７    モータ（駆動装置）
４１    多孔板
４２    カッタ
５１    接続管
６１    送風管
７１    吸引管
８０    連結管
Ｃ      コントローラ（制御装置および供給制御装置）
【図１】
2006007026.tif 000003
【図２】
2006007026.tif 000004
【図３】
2006007026.tif 000005