(57)【要約】本発明は再生吸着剤を使用して生成品を乾燥する方法および装置に関し、特に省エネルギー的な方法で行い得る方法に関する。本発明に従えば、生成品を吸着剤と接触させ、吸着剤により該生成品から水を取り出すことによって乾燥させる。次いで過熱水蒸気を用いて吸着剤を再生させ、上記の水の少なくとも一部を含んだ水蒸気が得られる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
生成品を乾燥する方法において、
−  該生成品を吸着剤と接触させて該吸着剤により該生成品から水を取り出し、
−  該吸着剤を過熱された水蒸気で再生させ、該水の少なくとも一部を含んだ水蒸気を得る工程を含んで成ることを特徴とする方法。
【請求項２】
該生成品は低温乾燥工程に由来するガス流であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
該吸着剤はゼオライトを含んで成ることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一つに記載された方法。
【請求項４】
ゼオライトは３Ａ、４Ａおよび／または５Ａ型であることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
該得られる水蒸気は少なくとも１２０℃の温度をもっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載された方法。
【請求項６】
該得られる水蒸気は少なくとも３ｂａｒａの圧力をもっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載された方法。
【請求項７】
生成品を凍結乾燥することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載された方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載された方法を実施するための装置において、生成品を吸着剤と接触させるための空間；および該吸着剤を過熱水蒸気を用いて再生させ、該水の少なくとも一部を含んだ水蒸気を得る空間を具備していることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は再生式吸着剤を使用する生成品の乾燥法に関し、特に省エネルギー的な方法で行い得る該乾燥法に関する。また本発明は該方法を実施するのに適した装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸着剤を使用して含水生成品を乾燥する方法は例えば特許文献１に記載されている。この公知方法に従えば、ゼオライトＡの形をした吸着剤を乾燥すべき含水物質と接触させるが、この場合先ず該含水物質を脱水および／または予熱する場合もしない場合もある。この方法では、ゼオライトは該物質から水を吸着するが、同時に吸着熱が生じるためにさらに多くの水が蒸発する。次いでこのようにして得られた乾燥した物質をゼオライトから分離し、炉の中で加熱することによってゼオライトを再生させる。
【０００３】
この公知方法の欠点は、再生工程においてゼオライトを再生するためにはかなりの量の熱を供給しなければならないことである。
【特許文献１】国際公開−Ａ−００／０２８２２号パンフレット。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は省エネルギー的な方法で行い得る生成品の乾燥法が提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明においては、過熱水蒸気を使用して再生工程を行えば、多くの利点が得られることが見出だされた。従って本発明は
−  湿った生成品を吸着剤と接触させ、該吸着剤によって生成品から水を取り出し、
−  該吸着剤を過熱水蒸気を用いて再生させ、該水の少なくとも一部を含んだ水蒸気を得る工程を含んで成ることを特徴とする生成品の乾燥方法に関する。
【０００６】
湿った生成品は乾燥すべき最終生成品、例えば澱粉または人参のような食品、または顔料またはセルロース誘導体、および吸着剤と混合されたスラッジ（直接乾燥の場合）のような化学製品であるか；或いは以前の乾燥工程から得られる湿ったガス流である（間接乾燥の場合）ことができる。
【０００７】
本発明方法を用いれば特に水蒸気の生成流が得られるが、この生成流は吸着剤によって乾燥させた生成品から除去される水蒸気の形の水を含んで成っている。重要な利点は、この水蒸気生成流を（農業的な）加工産業に通常使用される目的、例えば加熱に使用できることである。例えば再生工程に対し原料の水蒸気流が５ｂａｒａ／１６０℃の水蒸気流（僅かに過熱された水蒸気流）の場合、先ずこの水蒸気流を所望の温度、例えば３００℃に過熱することができる。次にこの過熱された水蒸気流を用いて再生工程を行うが、水蒸気の温度は例えば１６０℃に低下する。水は水蒸気の形で吸着剤から放出されるから、この放出される部分と共に得られる水蒸気の量は増加する。従ってこの方法で１５０℃／５ｂａｒａの水蒸気流が得られ、これは例えば最初に入ってくる水蒸気流の１０５重量％である。この水蒸気は工程技術的な目的で別の場所で使用するのに十分なエネルギーをもっている。
【０００８】
本発明はこのような特殊な利点により、乾燥工程、好ましくは低温の乾燥工程から得られるガス流を乾燥するのに使用することができる。この具体化例は、例えば特殊な食品のような温度に敏感な生成品を乾燥しなければならない場合に特に適している。本発明のこの具体化例に従えば、乾燥させるべき食品または他の生成品を適切な温度において適切なガス、例えば窒素、或いは生成品によっては許されるならば空気と接触させる。温度は、一方では効率的な乾燥が行われるように、また他方では乾燥させるべき食品または他の生成品が著しく熱的に劣化しないように選ばなければならない。この生成品の温度は典型的には３０〜９０℃であり、例えば澱粉を乾燥するには６０℃である。勿論、この温度はそれぞれの場合によって異なる。従ってまた本発明方法は生成品の冷凍乾燥に特に適しており、この場合の生成品の温度は典型的には−４０〜−１０℃の範囲にある。
【０００９】
低温乾燥工程はこの目的に適したそれ自身は公知の装置、例えばカラムの中で行うことができる。本発明に従えば、この場合湿ったガスを吸着剤と接触させ、吸着剤によって湿ったガスから水を取り出して再び乾燥したガス流をつくり、この乾燥ガス流を再び低温乾燥工程に使用することができる。水を含んだ吸着剤は上記の方法で再び過熱水蒸気を用いて再生させる。
【００１０】
湿った生成品を先ずガス流で乾燥し、その後ガス流を再生した吸着剤で乾燥するこの具体化例を、乾燥すべき食品または他の生成品を直接吸着剤と接触させる場合に比べた時の利点は、食品（または他の生成品）から吸着剤を分離する必要がないことである。
【００１１】
この具体化例は生成品の冷凍乾燥に適用する場合特に有利である。
【００１２】
また、この具体化例において湿ったガス流を吸着剤と接触させる工程が、低温乾燥工程に直接適用するのに適した温度の乾燥ガスが得られるような条件で行われる場合、換言すれば最初にガス流を冷却または加熱する必要がない場合、特に有利である。所望の温度の乾燥ガスを得るためには、吸着剤の温度、吸着剤対湿ったガスの比、およびその接触時間のような工程因子を変えることができる。吸収された熱を放出させることによってガスが加熱されることに注目されたい。
【００１３】
また、図１に示されているように、直接乾燥法と間接乾燥法とを組み合わせて使用することもできる。この図においては、乾燥すべき生成品（１）、例えばラクトースのスラリを噴霧器を通して噴霧塔（２）に導入する。乾燥媒体（例えば窒素）は噴霧されるスラリと向流をなして循環し、第１の乾燥工程が行われる。湿った乾燥媒体は図示のように吸着剤（４）によって乾燥される。このようにして得られた湿った吸着剤は上記のように水蒸気によって乾燥され、該水を含んだ水蒸気が得られる。
【００１４】
カラムの底の生成品（６）は必要に応じ本発明の第２の乾燥工程にかけることができる。この場合生成品（６）は図１に示されているように他の吸着剤（７）と混合される。次いで乾燥した生成品は例えば篩にかけるか、固体物質に対する他の分離技術によって吸着剤（７）から分離される。この段階において吸着剤の湿った流れが得られ、これは上記のように水蒸気によって乾燥される。また乾燥した生成品の流れ（９）が得られ、従ってこの生成品は本発明による二つの乾燥工程を受けている。
【００１５】
吸着剤としては通常の吸着剤を使用することができる。その例にはシリカゲル、活性アルミナ、活性炭、炭素のモレキュラーシーブ、およびゼオライトがある。ゼオライトを含んで成る吸着剤が好適に使用される。驚くべきことには、文献「Ｒｕｔｈｖｅｎ，Ｄ．Ｍ．，１９８４，Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，Ｃｈａｐｔｅｒ  １．５，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ」に一般的に仮定されていることとは対照的に、本発明に適した温度の過熱水蒸気にゼオライトを接触させてもゼオライト構造の劣化は起こらないことが見出だされた。ゼオライトの劣化は非常に高い温度で起こることがある。この理由のために、過熱水蒸気の温度範囲は好ましくは１００〜４５０℃、もっと好ましくは１５０〜４００℃である。使用される吸着剤は特に好ましくは３Ａ、４Ａおよび／または５Ａ型の１種またはそれ以上のゼオライトである。
【００１６】
本発明に従えば除去された水はＨＰ／ＨＴ水蒸気の形で得られるから、エネルギー・コストを実質的に節約することができ、その値は最高７０％まで上昇させることができる。上記のように得られるＨＰ／ＨＴ水蒸気流は例えば加熱の目的のような異なった用途に使用することができる。また、得られた水蒸気流の一部を加熱した後再び吸着剤を再生するための上記の再生工程に戻すこともできる。
【００１７】
本発明方法を実施する装置は、生成品を吸着剤と接触させる空間；および過熱された水蒸気で上記の吸着剤を再生させ、上記の水の少なくとも一部を含んだ水蒸気を得る空間を具備している。
【００１８】
本発明は種々の生成品を乾燥するのに応用することができる。本発明方法は食品、または食品産業の原料、例えば澱粉、澱粉誘導体、蛋白質、および澱粉含有穀物由来の繊維を乾燥するのに適用することができる。
【００１９】
また本発明は凍結乾燥生成品、特に食品の凍結乾燥品に使用することができる。図２を参照すれば、例えば人参のような生成品の凍結乾燥は次のようにして行うことができる。
【００２０】
１．水蒸気乾燥
第１の段階においては、吸着剤（例えばゼオライト）と人参の両方を乾燥する。これは直列的または並列的に行うことができる。人参はその組織が保持される限度内で乾燥する。人参の品質を保持するためには、この乾燥段階の終わりにおいて系内に空気が存在しないことが重要である。水蒸気乾燥中の圧力は大気圧またはそれ以下である。
【００２１】
２．減圧
人参の容器の中に水蒸気を凝縮させることにより減圧を生成させる。その結果水が生成品から蒸発し、生成品はさらに乾燥され、約２０℃に冷却される。ゼオライトの容器を冷却することによりこの場合も同様に減圧が得られる。
【００２２】
３．凍結乾燥
人参とゼオライトとを混合することによりさらに深い減圧をつくり、生成品中の水を凍結させる。凍結した生成品はさらに乾燥され、昇華熱はゼオライトの吸着熱によって供給される。この際ゼオライトは約２０℃に維持され、大きな吸着熱容量が保持される。必要に応じ外部から冷却または加熱を行い、温度を維持することができる。必要なゼオライトの量は生成品から除去される水分の量に基づいて計算することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による製品の２段乾燥工程図を示す。
【図２】１は過熱水蒸気によるゼオライトと製品の乾燥工程、２は減圧下製品を乾燥する工程、３は製品とゼオライトを混合し、凍結乾燥する工程を示す。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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