(57)【要約】【課題】  筐体の共振を最低限の回数に抑えて装置の損傷を回避するとともに、粒子形状の破損、粒子の表面状態の改質や塊状物の生成を回避することができ、より繊細な乾燥処理を効率的且つ経済的に行うことのできる新規な振動乾燥機の運転制御方法の開発を技術課題とした。【解決手段】  筐体１を共振周波数以上の周波数で振動させるとともに、この周波数を随時変化させることを特徴として成るものであり、筐体１を複数種の振動モードで振動させることができ、被処理物が伝熱面上で流動・滞留を繰り返すため塊状物の生成を回避することができるとともに、より繊細な乾燥処理を行うことができる。また共振振動の発生を最低限に抑えるため、接続部材等の損傷や粒子形状の破壊、粒子の表面状態の改質を回避することができる。【選択図】図１
2005214532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を処理室とした筐体を基台上に弾性体を介在させた状態で具え、この筐体をバイブレータユニットによって振動させることにより、前記処理室内に投入された被処理物を流動させながら、この被処理物の乾燥処理を行う装置の運転において、前記筐体を、共振周波数以上の周波数で振動させるとともに、この周波数を随時変化させることを特徴とする振動乾燥機の運転制御方法。
【請求項２】
前記周波数に加え、振幅を変化させることを特徴とする請求項１記載の振動乾燥機の運転制御方法。
【請求項３】
前記被処理物の乾燥処理の初期段階においては、筐体を共振周波数付近の周波数で振動させて静置乾燥を行うとともに、その後、共振周波数以上の一定の周波数範囲内で周波数を随時変化させることを特徴とする請求項１または２記載の振動乾燥機の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は容器状の処理室を振動させることによって粉粒体を流動させながら、混合、乾燥、造粒、コーティング等の処理を行う装置に関するものであって、特により繊細な乾燥処理を効率的且つ経済的に行うことのできる振動乾燥機の運転制御方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
食品、医薬品、農薬、飼料、化学薬品等の粉粒体の製造工場、加工工場等においては、原材料に混合、乾燥、造粒、コーティング等の処理を施してこれらの粉粒体を得るものであり、このための装置の一つに振動処理装置がある。この装置は、減圧下あるいは常圧下で被処理物に乾燥・混合・造粒・コーティング等の処理を施すことが可能なものであり、可燃性溶剤を含んだ被処理物の処理をも可能とするものである。
この種の装置を適用した振動乾燥機Ｄ′の基本構成は図８に示すように、密閉可能な円筒容器状の筐体１′のうち部空間を処理室１０′とし、この筐体１′を、バネ、防振ゴム等の弾性体２′を介在させて基台Ｂ′上に具え、この筐体１′にバイブレータユニット５′を具えて成るものである。そして前記バイブレータユニット５′により生起した振動力によって、被処理物である粉粒体Ｇを流動させたホッピング状態で処理室１０′内に滞留させ、粉粒体Ｇ群が処理室１０′のうち壁から伝導熱を受ける個所を常時更新させて均等な乾燥を図っているものである。
【０００３】
前記筐体１′の振動条件は通常、乾燥効率を重視して良好な流動状態が得られるように決定されるものであり、被処理物の性状や量に応じて、バイブレータユニット５′によって生起される処理室１０′の振動の振動数及び振幅が選定される。
しかしながら被処理物の性状は、乾燥の進行に伴って変化するため、初期の設定値では良好な流動状態が得られなくなる場合がある。またよりソフトな乾燥品を得たい等、振動によるダメージを極力抑えて粒子形状を壊したくない場合もある。そしてこれらの場合には、乾燥むらの発生や乾燥速度の低下を回避すべく、前記振動条件を変更することが行われている。
【０００４】
ところで被処理物の性状によっては、塊状物いわゆるダマが生成されてしまうことがあり、このような塊状物は、その表面の乾燥が進んだいわゆる上乾きの状態となるため内部の乾燥が極端に進みにくくなり、乾燥処理時間が大幅に増大してしまうこととなる。
そして前記塊状物の生成を防止するための運転方法として、筐体１′の振動を間欠的に行うことにより粉粒体Ｇ群の流動状態を変化させることが行われている（例えば特許文献１参照）。しかしながらこのような手法は装置への負担が大きく、排気口１７′に接続されたフレキシブルパイプＦ′や、熱媒ノズル１４′に接続された管路や配線の損傷を引き起こしてしまうことがあった。
これは振動乾燥機Ｄ′の構造に由来するものであって、装置（筐体１′）の固有振動数と、バイブレータユニット５′による強制振動の振動数とが一致した際に共振を引き起こして、定常運転時と比べ非常に大きな振幅での振動となってしまい（定常運転時の振幅が数ｍｍ以下であるのに対し、共振時の振幅は十数ｍｍ以上となる。）、この結果、接続部位等の損傷を招いてしまうというものである。
特に筐体１′の振動を間欠的に行った場合には、バイブレータユニット５′が起動されて回転数が上がる際と、バイブレータユニット５′が停止されて回転数が下がる際の二度、必ず共振周波数域を通過するため、間欠回数に比例して共振が多数回引き起こされてしまうこととなる。また共振の際には被処理物に過大な力が加わるため、粒子形状の破損や粒子の表面状態の改質が発生してしまうこともあった。
【０００５】
そこでこのような共振を抑えるべくダンパー等の粘性減衰機構を取り付けることも可能であるが、共振周波数以外ではダンピング効果が低くなるような減衰特性としなければ装置本来の機能が発揮できなくなってしまうため、減衰機構の構造が複雑になってコスト上昇を招いてしまう。
また上述した間欠運転を行った場合には、振動停止時にオペレータが乾燥が終了したものと勘違いして排出口１６′を開いてしまい、乾燥途中の粉粒体Ｇを排出してしまうような事態が発生することも予想される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１３０９５３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような背景を認識してなされたものであって、筐体の共振を最低限の回数に抑えて装置の損傷を回避するとともに、粒子形状の破損、粒子の表面状態の改質や塊状物の生成を回避することができ、より繊細な乾燥処理を効率的且つ経済的に行うことのできる新規な振動乾燥機の運転制御方法の開発を技術課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち請求項１記載の振動乾燥機の運転制御方法は、内部空間を処理室とした筐体を基台上に弾性体を介在させた状態で具え、この筐体をバイブレータユニットによって振動させることにより、前記処理室内に投入された被処理物を流動させながら、この被処理物の乾燥処理を行う装置の運転において、前記筐体を、共振周波数以上の周波数で振動させるとともに、この周波数を随時変化させることを特徴として成るものである。
この発明によれば、筐体の振動周波数を変化させることにより、筐体を複数種の振動モードで振動させることができ、被処理物が伝熱面上で流動・滞留を繰り返すため塊状物の生成を回避することができるとともに、より繊細な乾燥処理を行うことができる。また共振振動の発生を最低限に抑えるため、接続部材等の損傷や粒子形状の破壊、粒子の表面状態の改質を回避することができる。
【０００９】
また請求項２記載の振動乾燥機の運転制御方法は、前記要件に加え、前記周波数に加え、振幅を変化させることを特徴として成るものである。
この発明によれば、塊状物の生成をより効果的に回避するとともに、より繊細な乾燥処理を行うことができる。
【００１０】
更にまた請求項３記載の振動乾燥機の運転制御方法は、前記要件に加え、前記被処理物の乾燥処理の初期段階においては、筐体を共振周波数付近の周波数で振動させて静置乾燥を行うとともに、その後、共振周波数以上の一定の周波数範囲内で周波数を随時変化させることを特徴として成るものである。
この発明によれば、乾燥初期にシェアを加えることなく被処理物を乾燥することができ、その後、被処理物の乾燥が進んで強度が向上した時点で流動化させるため、粒子形状の破壊、粒子の表面状態の改質や塊状物の生成を引き起こしやすい原材料を扱う場合であっても、良好な乾燥品を得ることができる。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、筐体の共振を不用意に誘発することがないため、装置の損傷を回避することができ、粒子形状の破壊、粒子の表面状態の改質や塊状物の生成を回避して繊細な乾燥処理を効率的且つ経済的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の振動乾燥機の運転制御方法について、図示の実施例に基づいて具体的に説明する。なおこの実施例に対し本発明の技術的範囲内における技術的改変を加えることも可能である。
【実施例】
【００１３】
以下本発明の適用対象である振動乾燥機Ｄの構成について述べ、その後この装置の作動態様と併せて本発明の振動乾燥機の運転制御方法について説明する。
図中符号Ｄで示すものが振動乾燥機であり、このものは内部空間を処理室１０とした筐体１を、弾性体２を介在させた状態で基台Ｂに載置するとともに、筐体１に取り付けたベース３に対してバイブレータユニット５を具えて成る。そして振動乾燥機Ｄには周辺機器として、コンデンサ、真空ポンプを具えて成る真空凝集装置６及び熱媒循環器７が具えられるものであり、処理室１０内を真空にするとともに加熱し、更に前記バイブレータユニット５によって筐体１を加振することにより被処理物たる粉粒体Ｇを流動させながらこのものに処理室１０の内壁から伝導熱を加えて乾燥処理を行うというものである。
【００１４】
以下振動乾燥機Ｄを構成する諸部材について詳しく説明する。
まず前記基台Ｂについて説明すると、このものは一例として図１、２に示すように、鋼材を適宜組み合わせて構成されたものであり、この基台Ｂに対して四本の支持柱Ｃが立設される。また前記弾性体２は、バネ、防振ゴム等の弾性部材によって形成された柱状部材であり、支持柱Ｃ上に設けられる。
【００１５】
次に前記筐体１について説明すると、このものは内部空間を処理室１０とした横置き円筒状部材であり、筐体１の側周に固定脚１１が四脚形成され、また円筒両開口部に側板１２が開閉自在に具えられる。
またこれら筐体１及び側板１２のうち側にはジャケット内板１３が設けられ、更に熱媒ノズル１４が取り付けられるとともに、この熱媒ノズル１４に温水等の熱媒循環器７が接続される。
なお振動乾燥機Ｄを用いて造粒・コーティング処理を行う場合には、バインダー液、コーティング液を噴霧するノズルが筐体１や側板１２の適所に設けられる。
【００１６】
更に前記筐体１の側周部には投入口１５が形成され、その逆側に位置する側板１２に排出口１６が形成され、更に筐体１のほぼ中央に排気口１７が形成されるとともに、この排気口１７にフレキシブルパイプＦ等を用いて真空凝集装置６が接続される。また前記筐体１の適宜の個所に測定口１８が形成されるものであり、この測定口１８には図示しない適宜の制御盤に接続された温度センサ、湿度センサ等が取り付けられる。なお前記排出口１６は蓋体１６ａによって開閉されるものであり、この蓋体１６ａはダクト１６ｂに具えられたハンドル１６ｃの操作によって排出口１６に接近離反するものである。また筐体１の下部にはドレン口１９が形成される。なおこの実施例では、排出口１６側を水平線に対して１〜２°下方に傾斜させた状態で処理室１０を基台Ｂ上に設置している。
【００１７】
そして図１に示すように前記筐体１の外周下部に、側面視でＴ字形のベース３が固着され、このベース３に対して二基のバイブレータユニット５が固定される。なおこの実施例では筐体１の長手方向ほぼ中心にベース３が取り付けられるものであり、このベース３の投入口１５側の面にバイブレータユニット５Ａが取り付けられ、更に排出口１６側の面にバイブレータユニット５Ｂが取り付けられる。
【００１８】
前記バイブレータユニット５は図３に示すように、円筒状のケーシング５０内に電機子を具えて電動機５１を構成し、回転軸５２に対してアンバランスウェイト５３を具えるとともに、このアンバランスウェイト５３をカバー５４で被覆し、更に前記ケーシング５０にボルト孔を形成した台座５５を固着して成るものである。
なお図３には、回転軸５２がケーシング５０の両側部から突出するとともに回転軸５２の両端にそれぞれアンバランスウェイト５３が取り付けられたタイプのユニットを示したが、アンバランスウェイト５３を一基のみ具えるタイプのユニットを採用するようにしてもよい。また図３には回転軸５２が筐体１の長手方向に直交するタイプのユニットを示したが、回転軸５２が筐体１の幅方向に直交するタイプのユニットを用いてもよい。
【００１９】
そして上述のように構成された振動乾燥機Ｄは図４（ａ）の平面図に示すように、回転軸５２が被処理物の移送経路（投入口１５から排出口１６に向かう経路）に対して直交するようにバイブレータユニット５Ａ及びバイブレータユニット５Ｂを筐体１に取り付けた状態となる。従ってこれらバイブレータユニット５によって生起される振動力は図４（ｂ）（ｃ）に示すように筐体１の縦断面内において方向を変えることとなる。
また前記バイブレータユニット５Ａは、排出口１６側に位置する弾性体２よりも、投入口１５側に位置する弾性体２に近い個所に位置することとなる。一方、前記バイブレータユニット５Ｂは、投入口１５側に位置する弾性体２よりも、排出口１６側に位置する弾性体２に近い個所に位置することとなる。
【００２０】
ここでバイブレータユニット５の回転方向について定義しておくと、図５に示す側面図において反時計周りの回転を正回転とし、その反対すなわち時計周りの回転を逆回転として定義する。また粉粒体Ｇの移送方向については、投入口１５側から排出口１６側に向かう方向を正方向とし、その反対すなわち排出口１６側から投入口１５側に向かう方向を逆方向として定義する。
【００２１】
そしてこれらバイブレータユニット５Ａ、５Ｂの回転方向、運転停止状態を異ならせることにより、生起される振動力のモードが変化するのであって、まず図５（ａ）に示すように排出口１６に近い個所に位置するバイブレータユニット５Ｂのみを正回転で起動し、もう一方のバイブレータユニット５Ａを停止させた場合には、被処理物が正方向に高い速度で進行する振動モードが得られる。
また図５（ｂ）に示すように投入口１５に近い個所に位置するバイブレータユニット５Ａのみを正回転で起動し、もう一方のバイブレータユニット５Ｂを停止させた場合には、被処理物が正方向に低い速度で進行する振動モードが得られる。
更にまた図５（ｃ）に示すように投入口１５に近い個所に位置するバイブレータユニット５Ａのみを逆回転で起動し、もう一方のバイブレータユニット５Ｂを停止させた場合には、被処理物が逆方向に高い速度で進行する振動モードが得られる。
更にまた図５（ｄ）に示すように排出口１６に近い個所に位置するバイブレータユニット５Ｂのみを逆回転で起動し、もう一方のバイブレータユニット５Ａを停止させた場合には、被処理物が逆方向に低い速度で進行する振動モードが得られる。
【００２２】
なおこの実施例で示した筐体１の固有振動数 (共振周波数) は図７のグラフに示すように約９．３Ｈｚであり、バイブレータユニット５による強制振動の周波数が共振周波数に近づくに従って振幅が漸増し、固有振動数と強制振動の周波数とが一致したときに最大振幅となるものである。
【００２３】
本発明の適用対象である振動乾燥機Ｄは一例として上述のようにして構成されるものであって、以下この振動乾燥機Ｄの作動態様と併せて本発明の振動乾燥機の運転制御方法について説明する。
（１）装置のセッティング
まず振動乾燥機Ｄの運転操作に先立ち、側板１２によって筐体１の両開口部を閉鎖するとともに、排出口１６を蓋体１６ａによって閉鎖する。
更に真空凝集装置６によって処理室１０内の圧力を設定し（この実施例では２．３ｋＰａ）、熱媒循環器７によって循環する熱媒の温度（この実施例では７０℃）及び流量を設定する。
また被処理物たる粉粒体Ｇの形状、粒径、重量等に応じて、バイブレータユニット５の回転数を設定し、振動周期、振幅の設定を行う。この実施例では共振周波数（９．３Ｈｚ）以上の周波数で筐体１を振動させるとともに、この周波数を一例として９．７〜１９．５Ｈｚの範囲内で随時変化させるようにする。また振幅については、図７のグラフに示すように周波数の変化に伴って変動することとなる。
【００２４】
（２）初期乾燥（静置乾燥）
そして前記真空凝集装置６を起動して処理室１０内を真空状態とし、また熱媒循環器７を起動して熱媒の循環供給を開始し、更にバイブレータユニット５を起動して筐体１を振動させて、粉粒体Ｇ（一例として結晶セルロース）を投入する。
ここでは図６（ａ）に示したように、筐体１を共振周波数付近の周波数（一例として１０Ｈｚ）で振動させて静置乾燥を行うものであり、粉粒体Ｇ群は伝熱面たる処理室１０のうち壁から離れずに加熱され、シェアが加えられることなく乾燥が進行するものである。このため粉粒体Ｇの粒子破壊や、表面改質を引き起こすことなく、且つ上乾きを防止しながら乾燥を行うことができる。
【００２５】
（３）定常乾燥
次いで粉粒体Ｇの含水率が所望の値にまで下がった時点で、図６（ｂ）に示したように粉粒体Ｇを流動させたホッピング状態で処理室１０内に滞留させ、粉粒体Ｇ群が処理室１０のうち壁から伝導熱を受ける個所を常時更新させるようにして均等な乾燥を図るものである。
このとき筐体１の振動周波数を９．７〜１９．５Ｈｚの範囲内で随時変化させることにより、粉粒体Ｇ群の流動モードも随時変化することとなり、粉粒体Ｇは流動と滞留が繰り返されるため、塊状物の生成を効果的に防ぐことができるものである。
なおこのような乾燥によって生じた水蒸気は排気口１７から真空凝集装置６に至り、適宜外部に放出される。
【００２６】
（４）排出動作
やがて粉粒体Ｇの水分値が所望のものとなったことを、温度センサ等によって検知した時点で、あるいはあらかじめ設定しておいた処理時間が経過した時点で、図６（ｃ）に示したように排出口１６を開放して粉粒体Ｇを排出する。
【００２７】
このように本発明によれば、振動乾燥機Ｄにおいて発生する共振を、起動時と停止時の２回のみと最低限の回数に抑えることができるため。接続部位や配線個所などの損傷を回避することができるものである。
また粉粒体Ｇが処理室１０内に位置している状態では共振が起きないため、粉粒体Ｇに過度の力が加わって粒子破壊や、表面改質を引き起こしてしまうことがない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の適用される振動乾燥機を示す側面図である。
【図２】同上正面図及び背面図である。
【図３】バイブレータユニットを示す分解斜視図である。
【図４】バイブレータユニットによって生起される振動力の作用方向を説明するための平面図、側面図及び正面図である。
【図５】バイブレータユニットによって生起される振動力のモードを説明するための側面図である。
【図６】本発明の運転制御方法を段階的に説明するための骨格的側面図である。
【図７】筐体の振動数と振幅の関係を表すグラフである。
【図８】振動乾燥機の従来の運転操作による装置の破損及び被処理物の破壊状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２９】
Ｄ        振動乾燥機
１        筐体
１０      処理室
１１      固定脚
１２      側板
１３      ジャケット内板
１４      熱媒ノズル
１５      投入口
１６      排出口
１６ａ    蓋体
１６ｂ    ダクト
１６ｃ    ハンドル
１７      排気口
１８      測定口
１９      ドレン口
２        弾性体
３        ベース
５        バイブレータユニット
５Ａ      バイブレータユニット
５Ｂ      バイブレータユニット
５０      ケーシング
５１      電動機
５２      回転軸
５３      アンバランスウェイト
５４      カバー
５５      台座
６        真空凝集装置
７        熱媒循環器
Ｂ        基台
Ｃ        支持柱
Ｆ        フレキシブルパイプ
Ｇ        粉粒体
【図１】
2005214532.tif 000003
【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】
2005214532.tif 000008
【図７】
2005214532.tif 000009
【図８】
2005214532.tif 000010