(57)【要約】【課題】付着性が高く熱変性されやすい被処理物の熱変性を防止して、被処理物を連続的に乾燥させることができる乾燥機を備える乾燥装置を提供する。【解決手段】逆円錐型の乾燥室１５１を備える乾燥機１４であって、被処理物を打撃破砕する回転チェーン１５４が多段に取り付けられた回転軸１５２を設け、段違いに位置する回転チェーン１５４の先端同士を接続する外周チェーン１５６を設ける。回転軸１５２を回転させると、乾燥室１５１下部から供給された熱風に吹き上げられた被処理物は、回転チェーン１５４により打撃破砕される。また、外周チェーン１５６は乾燥室１５１の側壁をなぞるように動き、側壁に付着した被処理物を乾燥室１５１の上側に掻き上げる。【選択図】図２
2007163088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状で一端面を天井とし他端面を底とする乾燥室が内部に形成された乾燥機本体と、前記乾燥機本体の乾燥室に供給される熱風を発生させる熱風発生手段と、を備える乾燥機を含む乾燥装置であって、
前記乾燥機本体は、前記乾燥室内部に設けられ底側から天井側に延びる回転軸と、前記回転軸の長さ方向に多段に設けられ基端が当該回転軸に固定された複数の回転チェーンと、前記回転軸の長さ方向の異なる位置に設けられた２つの回転チェーンの先端同士を接続する外周チェーンと、前記回転軸と接続され当該回転軸を回転させる回転手段と、を備えることを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
前記外周チェーンで接続された前記２つの回転チェーンの基端同士は、前記回転軸の円周方向で互いに隣接する位置で前記回転軸に接続され、
前記回転手段は、前記２つの回転チェーンのうち天井側に位置する回転チェーンから底側に位置する回転チェーンの側に向かう向きに前記回転軸を回転させる請求項１に記載の乾燥装置。
【請求項３】
前記乾燥機は、前記乾燥室の内部において前記熱風を旋回させながら上昇させる熱風旋回手段をさらに備え、
前記乾燥室は、円筒の底側端縁が絞られた逆円錐状であり、
前記回転手段は、前記回転軸を、前記熱風が旋回する方向と逆方向に回転させることを特徴とする請求項１または２に記載の乾燥装置。
【請求項４】
前記乾燥室は、天井側に設けられ被処理物が供給される供給口と、天井に設けられ当該乾燥室内の気体を排出する排気口と、側壁の底側に設けられ前記熱風発生手段から供給される熱風が吹き込まれる熱風口と、を備え、
前記熱風旋回手段は、前記熱風発生手段と前記乾燥室の熱風口とに接続され前記乾燥機本体の略円形になった外縁の接線方向に延びる熱風供給管である請求項１から３のいずれかに記載の乾燥装置。
【請求項５】
前記回転手段は、前記回転軸の回転速度を変化させる速度切替機構を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装置。
【請求項６】
前記回転手段は、前記回転軸の天井側端部に固定された上側回転翼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装置。
【請求項７】
前記回転手段は、前記回転軸の底側端部に固定された下側回転翼を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の乾燥装置。
【請求項８】
前記乾燥室は、天井側に設けられ被処理物が供給される供給口と、天井に設けられ当該乾燥室内の気体を排出する排気口と、側壁の底側に設けられ前記熱風発生手段から供給される熱風が吹き込まれる熱風口と、を備え、
前記乾燥室の供給口に接続され被処理物を脱水して前記乾燥室に供給する脱水機をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の乾燥装置。
【請求項９】
前記乾燥室は、天井側に設けられ被処理物が供給される供給口と、天井に設けられ当該乾燥室内の気体を排出する排気口と、側壁の底側に設けられ前記熱風発生手段から供給される熱風が吹き込まれる熱風口と、を備え、
前記排気口に接続され乾燥室の内部に延びて先端が広がったフードを備える排気管およびこの排気管に接続され前記乾燥室から排出された気体に含まれる粉塵と気体とを分離して粉塵が除去された含湿気体を排出する粉塵分離手段を備える粉塵分離機をさらに備えることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の乾燥装置。
【請求項１０】
前記粉塵分離手段の後段に設けられて前記含湿気体を冷却して除湿して乾燥気体を得る除湿機をさらに備え、
前記除湿機と前記熱風発生手段とは、前記除湿機から排出される乾燥気体を前記熱風発生手段に循環させる気体循環配管で接続されていることを特徴とする請求項９に記載の乾燥装置。
【請求項１１】
前記熱風発生手段は、熱媒体を介して前記循環された乾燥気体を加熱して前記熱風を発生させる間接加熱式の熱交換器を含み、
前記熱媒体の温度、前記熱交換器に循環される乾燥気体の温度、および前記熱風口の温度を計測する温度計を有し、前記熱風口内の温度が一定となるように前記熱媒体の加熱温度を制御する制御装置をさらに備える請求項１０に記載の乾燥装置。
【請求項１２】
前記回転手段にかかる負荷を計測する負荷計測器をさらに備え、
前記制御装置は、前記乾燥気体の温度および前記回転手段の負荷に応じて前記乾燥室に供給する被処理物の供給量を制御する請求項１１に記載の乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は破砕機構を備える乾燥機を含む乾燥装置に関し、特に水分を含む有機性残渣を破砕しながら乾燥させる乾燥機を含む乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、食品や飼料、または各種工場から排出される有機性残渣等を乾燥させる乾燥機として筒型の乾燥機本体と、熱供給手段と、を備える乾燥機が知られている。例えば特許文献１には、乾燥機下方に向かって直径が小さくなる逆円錐型の乾燥機本体と、この乾燥機の内部を加熱する熱供給手段とを備える乾燥機が開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された乾燥機は、乾燥機本体内部に設けられた処理槽がジャケットに覆われ、処理槽とジャケットとの間に熱風等の熱媒体が熱供給手段から供給されることで処理槽内が加熱され被処理物を乾燥させる間接加熱方式の乾燥機である。この乾燥機の処理槽内には、垂直方向に延びる回転軸と、この回転軸に固定された回転翼とが設けられている。
【０００４】
上記乾燥機では、被処理物は乾燥機上部側から処理槽内に供給され、当該処理槽内を垂直方向に落下する間に加熱され、乾燥される。被処理物は乾燥機内部を落下する間に処理槽内部に設けられた回転翼により破砕されて砕片化するため、塊状で乾燥処理に供される被処理物であっても効率よく乾燥させることができる。
【０００５】
また、特許文献２には家庭から排出される生ゴミを含む一般廃棄物を乾燥させる装置として、略円筒状の乾燥機本体に熱風供給手段が接続された乾燥機と、前記乾燥機後段に設けられたサイクロンとを含む乾燥装置が開示されている。この乾燥装置の乾燥機内部には、回転軸に固定された打撃破砕鎖が設けられ、乾燥機の上部から投入された一般廃棄物が落下しながら打撃破砕されるとともに、熱風供給手段から供給される熱風により乾燥される。
【特許文献１】特開２００２−２０４９７０号公報
【特許文献２】特開２００２−１１３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の乾燥機は間接加熱方式であり熱効率が悪い。また、熱媒体がすり鉢状になった乾燥機本体の下部から供給されるため、被処理物が処理槽下部側で外壁に接して高温にさらされる。このため、被処理物が熱により容易に変性する物質を含む場合、被処理物の性状を変化させてしまう場合がある。さらに、被処理物が茶滓やおから等のように粒径が比較的小さく均一で付着性があるような場合、被処理物を破砕するために設けられた回転翼に被処理物が付着し、付着物の剥離に手間がかかる問題もある。
【０００７】
一方、特許文献２の乾燥装置は一般廃棄物をゴミ袋に入った状態で投入して破砕乾燥させるものであり、打撃鎖により破砕された被処理物は略円筒状の乾燥機本体下部から吹き込まれる熱風により乾燥されるが、乾燥室内部での熱風の挙動がコントロールされていない。このため、被処理物が熱風と効率よく接触せずに乾燥が充分でなく、廃棄物を減量化することはできても、食品等として利用される物質を高い品質で乾燥させることは困難であった。
【０００８】
特に、乾燥室に熱風を吹き込む熱風乾燥機では酸化されやすい茶滓等を劣化させずに乾燥させることは困難であった。例えば、熱変成や酸化劣化を受ける食品残渣においては、１００℃以下の低温で乾燥を行うことが必要になるが、回分式熱風乾燥機では熱風の吹き込み温度は１００〜１５０℃と低いものの熱効率が悪く、乾燥時間がかかるため、被処理物が酸化劣化を受ける可能性が大きい。一方、連続式熱風乾燥機では吹き込み温度が高く、特に気流乾燥機や流動乾燥機では吹き込み温度が３００〜６００℃と高くなるため乾燥時間は短時間でも被処理物が熱劣化を受けてしまう。さらに、低温で乾燥できる真空乾燥方式の乾燥機は、回分式のものが多く作業性が悪いとともに設備費が高い。
【０００９】
本発明は上記課題を鑑みてなされ、被処理物の熱変性を防止して、被処理物を連続的に処理して迅速かつ充分に乾燥させることができる乾燥機を備える乾燥装置を提供することを目的とする。本発明はまた、特に、茶滓のように、付着性が高く熱変性されやすい被処理物を効率よく乾燥させることができる乾燥機を備える乾燥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】
【００１０】
本発明は逆円錐型の乾燥室の内部に、被処理物を打撃破砕する回転チェーンが多段に取り付けられた回転軸を設け、異なる段に取り付けられた回転チェーンの先端同士を接続する外周チェーンを備える乾燥機を含む乾燥装置を提供する。より具体的には本発明は以下を提供する。
【００１１】
（１）  略円筒状で一端面を天井とし他端面を底とする乾燥室が内部に形成された乾燥機本体と、前記乾燥機本体の乾燥室に供給される熱風を発生させる熱風発生手段と、を備える乾燥機を含む乾燥装置であって、  前記乾燥機本体は、前記乾燥室内部に設けられ底側から天井側に延びる回転軸と、前記回転軸の長さ方向に多段に設けられ基端が当該回転軸に固定された複数の回転チェーンと、前記回転軸の長さ方向の異なる位置に設けられた２つの回転チェーンの先端同士を接続する外周チェーンと、前記回転軸と接続され当該回転軸を回転させる回転手段と、を備えることを特徴とする乾燥装置。
【００１２】
本発明に係る乾燥機は、乾燥機本体内部に設けられた空間を乾燥室として、この乾燥室に熱風を吹き込むことにより乾燥室内を乾燥用雰囲気として連続的に乾燥処理を行う熱風乾燥式の乾燥機である。乾燥機本体の外形は特に限定されず、例えば円筒状容器の外側を任意の形状の保温材で覆ってもよい。
【００１３】
乾燥室の形状は、乾燥機本体の設置面（地面）に対して垂直方向に長い略円形筒状である。本明細書において「円筒形」には水平断面が略円状のものが含まれ、片側端縁が先端に向かって細くなる形状が含まれるものとする。円筒の片側端縁が先端に向かって細くなる形状としては、例えば略円錐形が挙げられる。
【００１４】
乾燥機は乾燥室の互いに対向する端面の一方を天井、他方を底として設置され、乾燥室の天井側に設けられた供給口から供給された被処理物を乾燥室内で落下させながら熱風乾燥させる。供給口は乾燥室を構成する円筒の側壁の天井に近い側に設けてもよく、天井となる円筒端面に設けてもよい。熱風口は円筒側壁の底側に設けることが好ましい。
【００１５】
乾燥室内の略中心には地面に対して略垂直な回転軸を設け、この回転軸の長さ方向に沿って複数の回転チェーンを多段に設ける。回転軸の長手方向には、回転チェーンを２〜２０段、配置することが好ましい。また、回転軸の長手方向の異なる位置に設けた回転チェーン同士の間は、各段の間隔が５〜５０ｃｍとなるようにすることが好ましい。
【００１６】
回転チェーンは、回転軸の長さ方向の同一位置において複数設けてもよく、この場合複数の回転チェーンは等間隔で固定することが好ましい。すなわち、例えば回転軸の長さ方向の同一位置に２本の回転チェーンを固定する場合は回転軸を挟んで対向する位置に設け、同一位置に３本の回転チェーンを設ける場合は１２０°間隔で設けることが好ましい。回転軸の長さ方向の同一位置には偶数本の回転チェーンを設けることが好ましく、特に、９０°間隔で４本の回転チェーンを設けることが好ましく、８本の回転チェーンを４５°間隔で設けることがさらに好ましい。また、回転チェーンの基端から先端までの全長は、回転軸から乾燥室の側壁までの長さより２〜１５ｍｍ程度、特に５〜１０ｍｍ程度短くすることが好ましい。
【００１７】
回転軸の長さ方向の異なる位置に取り付けられた２本の回転チェーンの先端同士は、外周チェーンで接続する。外周チェーンの長さは、回転軸の回転により生じる遠心力によって回転チェーンがたるまないように延ばされた場合における、これら回転チェーンの先端同士の距離より若干長い長さであればよい。外周チェーンの長さが短すぎると、回転軸を回転させた場合に回転チェーンが乾燥室側壁に向かって延びきらず、回転チェーンの先端が乾燥室の側壁近傍に達さず、側壁に付着した被処理物を剥離させることができない。一方、外周チェーンの長さが長すぎると、外周チェーンが乾燥室の側壁を過度に擦るおそれがある。
【００１８】
回転チェーンおよび外周チェーンは板状の回転翼に比して回転させやすく、高速回転が可能であるため、被処理物を短時間で砕片化できる。また、回転軸の回転を停止させればチェーンは回転軸に沿って垂下するため、回転軸に洗浄液を流しかけることで回転軸とともに洗浄できるため、回転翼を設ける場合のように複数の回転翼をそれぞれ洗浄する手間が不要となる。
【００１９】
本発明によれば、回転軸を回転させることにより、回転チェーンの先端同士を接続する外周チェーンが乾燥室の側壁をこするように動く。このため、ある種の茶葉由来の茶滓のように、含水率が高く繊維質で糖分等を含み付着性が高い食品残渣を被処理物とする場合であっても、乾燥室の側壁に付着した被処理物が外周チェーンにより微破砕され効率的に被処理物を乾燥させることができる。
【００２０】
さらに本発明では、被処理物は乾燥機上部から供給されて回転チェーンにより破砕され、傾斜した側壁を落下する際に外周チェーンにより微砕片化されて側壁を上昇することを繰り返すため、水分を含んだ状態で砕片化された被処理物は乾燥室下部から供給された高温の熱風と接触して短時間で乾燥されるとともに、熱風の温度を低下させる。一方、乾燥されて比重が低下した微破砕された被処理物は、乾燥室の下部から吹き込まれた熱風により乾燥室上部に吹き上げられ、乾燥室上部で２〜３０分程度、滞留する間により確実に乾燥される。ここで、乾燥室上部側の熱風は温度が低下しているため、被処理物が高温の熱風に長時間さらされて熱変性することが防止される。したがって、本発明は、被処理物として再利用に供される茶滓、おから、および焼酎の絞り滓といった有機性残渣の乾燥に特に好適に使用できる。
【００２１】
ここで本明細書において「有機性残渣」とは、茶滓、コーヒー豆滓、焼酎の絞り滓、酒粕等の飲料製造残渣、おからや野菜屑といった食品残渣等、飼料や工業原料として再利用可能な有機性廃棄物を意味するものとする。本発明は特に有機性残渣を再利用するために乾燥させることに適しているが、被処理物は上記有機性残渣に限定されず、食品、飼料および医薬品等の原料を乾燥させることもでき、生ゴミや排水の生物処理により生じる有機性汚泥等の有機性廃棄物、底泥等の無機性廃棄物を被処理物として乾燥させることは排除されない。
【００２２】
（２）  前記外周チェーンで接続された前記２つの回転チェーンの基端同士は、前記回転軸の円周方向で互いに隣接する位置で前記回転軸に接続され、  前記回転手段は、前記２つの回転チェーンのうち天井側に位置する回転チェーンから底側に位置する回転チェーンの側に向かう向きに前記回転軸を回転させる（１）に記載の乾燥装置。
【００２３】
外周チェーンは、回転軸の長さ方向の異なる位置に取り付けられた２本の回転チェーンの先端同士を接続すればよいが、（２）記載のように、同一の外周チェーンに接続された２本の回転チェーンは、回転軸の円周方向（すなわち、回転軸の横断面に略平行な方向）の位置が異なり、互いに隣接することが好ましい。この場合、例えば同一の外周チェーンに接続された一対の回転チェーンのうち、乾燥室の天井側に位置する回転チェーンが底側に位置する回転チェーンより回転軸の円周方向に沿って左側にある場合、外周チェーンは底側から天井側に向かって左上方向に延びるように傾斜する。
【００２４】
このため、回転軸を円周方向に対して天井側の回転チェーンから底側の回転チェーンの方へ向かう向きで回転させる（つまり、反時計回りで回転させる）と、外周チェーンは、乾燥室内を落下する被処理物を跳ね上げ、乾燥室の側壁の付着物を天井側に掻き揚げるように動く。特に、複数の外周チェーンが乾燥室の側壁をなぞる略らせん状となるように、回転軸に対して段違いに配置すると、回転軸を回転させることにより、乾燥室の側壁の付着物は底側から天井側に向かって連続的に外周チェーンで掻き上げられる。したがって、この態様によれば、乾燥室内を天井側から底側に落下する被処理物を天井側に掻き上げながら乾燥させることができる。
【００２５】
（３）  前記乾燥機は、前記乾燥室の内部において前記熱風を旋回させながら上昇させる熱風旋回手段をさらに備え、  前記乾燥室は、円筒の底側端縁が絞られた逆円錐状であり、  前記回転手段は、前記回転軸を、前記熱風が旋回する方向と逆方向に回転させることを特徴とする（１）または（２）に記載の乾燥装置。
【００２６】
（３）では、乾燥室内に吹き込まれる熱風が乾燥室内を旋回して上昇する熱風（以下、「熱気流サイクロン」）となるよう、熱気流サイクロンを発生させる熱風旋回手段を乾燥機に取り付ける。また、熱気流サイクロンを容易に作り出すことができるよう、乾燥室を逆円錐形とする。さらに、回転軸を熱気流サイクロンの旋回方向と逆方向に回転するよう回転させることで、熱気流サイクロンに乗って上昇する被処理物を、該被処理物の回転方向と逆方向から打撃破砕して砕片する。
【００２７】
この態様では、被処理物が回転チェーンにより砕片されやすく、また、熱風との接触効率も高い。したがって、被処理物を短時間で効率よく乾燥させることができる。なお、熱風旋回手段としては、乾燥室底側の外周円の接線方向に延びるように接続された熱風供給管が挙げられる。
【００２８】
（４）  前記乾燥室は、天井側に設けられ被処理物が供給される供給口と、天井に設けられ当該乾燥室内の気体を排出する排気口と、側壁の底側に設けられ前記熱風発生手段から供給される熱風が吹き込まれる熱風口と、を備え、前記熱風旋回手段は、前記熱風発生手段と前記乾燥室の熱風口とに接続され前記乾燥機本体の略円形になった外縁の接線方向に延びる熱風供給管である（１）から（３）のいずれかに記載の乾燥装置。
【００２９】
（４）では、熱風供給管が乾燥機本体の略円形の外縁の接線方向に延びる。すなわち、本発明では熱風供給管が略円形の水平断面を有する乾燥室に対して偏心した状態で取り付けられることにより、熱風が略円形の乾燥室の外壁に沿って旋回して上昇する。このため本発明によれば乾燥機本体や乾燥室の内部に回転手段を設けることなく、乾燥機の構成を簡素化して熱気流サイクロンを発生させることができる。特に、乾燥室の形状を上方に向かって直径が広くなる略円錐状とすると、旋回する熱気流が上昇し易いため、好ましい。
【００３０】
（５）  前記回転手段は、前記回転軸の回転速度を変化させる速度切替機構を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装置。
【００３１】
速度切替機構は、運転速度を２段階以上に変化させることができることが好ましい。回転軸の回転速度は、通常処理時は５００〜１０００ｒｐｍの高速回転とすることが好ましい。本発明では、段違いの位置に取り付けられた回転チェーンの先端同士を外周チェーンで接続しているため、回転軸を高速回転させると回転チェーンの先端に取り付けられた外周チェーンが乾燥室の側壁をなぞるように動き、乾燥室の側壁に付着した被処理物を掻き剥がしながら乾燥処理を行うことができる。しかし、上記通常処理時にチェーンが届かず付着物が塊状になる部分が生じた場合等は３０〜１００ｒｐｍの緩速運転とすることが好ましい。このように速度切替機構を設けることにより、回転軸を緩速回転させて回転チェーンの先端の高さを変えることができるため、通常処理時に剥離できない付着物を剥離することができる。
【００３２】
また、熱風旋回手段を設けて熱気流サイクロンを発生させる場合、回転手段は熱気流サイクロンの旋回方向と逆方向に回転軸を回転させるものであることが好ましく、さらに回転軸の回転方向を正逆切替できることが好ましい。回転軸を熱気流サイクロンの旋回方向と反対に回転させることにより、熱気流サイクロンの流れに乗って流動する被処理物と、この熱気流サイクロンに対向して回転するチェーンとの接触効率が高くなり、被処理物をより迅速に乾燥させることができる。
【００３３】
（６）  前記回転手段は、前記回転軸の天井側端部に固定された上側回転翼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装置。
【００３４】
回転軸にはまた、上向きに旋回流を生じさせる上側回転翼を天井側端部側に設けてもよい。上側回転翼は回転軸と同じ方向、特に熱気流サイクロンの旋回方向と逆方向に回転させ、熱気流サイクロンと反対方向に旋回する排出気流を生じるようにすることが好ましい。また、乾燥室上部には、排出気流を粉塵とともに吸い込んで効率よく排出するため、乾燥室内に下向きに広がって開口する傘状のフードとこのフードに接続され排気口を通り外部に延伸する排気管とを設けることが好ましい。
【００３５】
（７）  前記回転手段は、前記回転軸の底側端部に固定された下側回転翼を備えることを特徴とする（１）から（６）のいずれかに記載の乾燥装置。
【００３６】
さらに回転軸には乾燥室の底側に下側回転翼を設けることが好ましい。下側回転翼は乾燥機の運転が停止する等して乾燥室の底部に被処理物が堆積したような場合に回転させ、塊状になった被処理物を破砕するとともに上昇気流を発生させることにより、乾燥室底部に堆積した被処理物を舞い上がらせる。下側回転翼は、乾燥室の底部に堆積物が堆積した場合のみ、回転させられればよく、熱気流サイクロンの流れを阻害しないよう、回転軸とは連動せずに動くように構成することが好ましい。
【００３７】
（８）  前記乾燥室は、天井側に設けられ被処理物が供給される供給口と、天井に設けられ当該乾燥室内の気体を排出する排気口と、側壁の底側に設けられ前記熱風発生手段から供給される熱風が吹き込まれる熱風口と、を備え、前記乾燥室の供給口に接続され被処理物を脱水して前記乾燥室に供給する脱水機をさらに備えることを特徴とする（１）から（７）のいずれかに記載の乾燥装置。
【００３８】
被処理物は乾燥機に供給する前に脱水して含水率を低下させておくことが好ましく、（８）では乾燥機の前段に脱水機を設けて脱水機出口と乾燥室の供給口とを接続する。脱水機で圧搾脱水された被処理物は、塊状になって乾燥機の供給口から乾燥室内部に供給されるが、乾燥室内部に設けられた回転チェーンに打撃破砕され、速やかに砕片化される。
【００３９】
（９）  前記乾燥室は、天井側に設けられ被処理物が供給される供給口と、天井に設けられ当該乾燥室内の気体を排出する排気口と、側壁の底側に設けられ前記熱風発生手段から供給される熱風が吹き込まれる熱風口と、を備え、前記排気口に接続され乾燥室の内部に延びて先端が広がったフードを備える排気管およびこの排気管に接続され前記乾燥室から排出された気体に含まれる粉塵と気体とを分離して粉塵が除去された含湿気体を排出する粉塵分離手段を備える粉塵分離機をさらに備えることを特徴とする（１）から（８）のいずれかに記載の乾燥装置。
【００４０】
乾燥機からは水分を含んだ排出気体とともに被処理物が乾燥されて得られる乾燥処理物が粉塵として排出されるため、乾燥機後段には粉塵分離機を設け、粉塵と気体とを分離することが好ましい。粉塵分離機は、排出気体が分離室内部を旋回して下降するサイクロン分離機で構成することができる。サイクロン分離機は、気体と粉塵とが分離される分離室を備える本体と、本体下部側に連結され乾燥処理物が集積される集積槽と、本体上部側に接続され粉塵が除去された含湿気体を排出する含湿気体管と、を備えることが好ましい。
【００４１】
（１０）  前記粉塵分離手段の後段に設けられて前記含湿気体を冷却して除湿して乾燥気体を得る除湿機をさらに備え、前記除湿機と前記熱風発生手段とは、前記除湿機から排出される乾燥気体を前記熱風発生手段に循環させる気体循環配管で接続されていることを特徴とする（９）に記載の乾燥装置。
【００４２】
（１０）では、粉塵分離機の後段に含湿気体から水分を除去する除湿機を設けるとともに、この除湿機で除湿された乾燥気体の大部分を熱風発生手段に循環させる。すなわち、乾燥気体の一部は乾燥装置の系外へ排出するとともに熱風発生手段には外気の一部を新たに供給するようにしてもよいが、除湿された乾燥気体の大部分（例えば９０〜９９容量％）は熱風発生手段に循環させることが好ましい。このような循環は特に、空気や熱で酸化劣化する成分を含有する場合の酸化劣化防止に有効である。
【００４３】
このように乾燥装置を略閉鎖系として乾燥機で使用される気体を乾燥装置内で循環させることにより、乾燥機に供給される気体の酸素含有量を低下させ、被処理物の酸化を防止できる。また、外気の温度や湿度の変化に係らず、年間を通してほぼ一定の温度および湿度の気体を熱風発生手段に供給できるため、熱風発生手段で気体を加熱するために必要なエネルギー量を低下させることができる。さらに、熱風発生手段から供給される熱風の温度および湿度が年間を通じて安定するため、被処理物の性状が安定する。また、微細な粉塵が排出されることなく、作業環境も良好となる。
【００４４】
（１１）  前記熱風発生手段は、熱媒体を介して前記循環された乾燥気体を加熱して前記熱風を発生させる間接加熱式の熱交換器を含み、  前記熱媒体の温度、前記熱交換器に循環される乾燥気体の温度、および前記熱風口内の温度を計測する温度計を有し、前記熱風口の温度が一定となるように前記熱媒体の加熱温度を制御する制御装置をさらに備える（１０）に記載の乾燥装置。
【００４５】
乾燥装置を略閉鎖系として乾燥機に吹き込む気体を循環させて気体の循環量を一定とする場合、乾燥機に供給される熱風の温度は、熱風発生手段に循環される乾燥気体の温度と、乾燥気体を加熱する熱媒体の温度とで決まる。そこで（１１）では、乾燥気体および熱媒体の温度を計測し、さらに熱風口内の温度を計測して熱風口に吹き込まれる熱風の温度が一定となるよう、熱媒体の加熱温度を制御する。これにより、乾燥機内の温度をほぼ一定に保って被処理物を乾燥させることができるため、乾燥処理物の質を向上させることができる。
【００４６】
（１２）  前記回転手段にかかる負荷を計測する負荷計測器をさらに備え、  前記制御装置は、前記乾燥気体の温度および前記回転手段の負荷に応じて前記乾燥室に供給する被処理物の供給量を制御する（１１）に記載の乾燥装置。
【００４７】
略閉鎖系とした乾燥装置内を循環する気体の温度は、乾燥機に供給される被処理物により持ち込まれる水分量により変動する。このため、被処理物により持ち込まれる水分量を一定とすれば、乾燥装置内を循環する気体の温度をほぼ一定にすることができる。しかし、被処理物の含水率は変動することから乾燥装置内に持ち込まれる水分量を計測することは困難である。
【００４８】
一方、本発明では被処理物を打撃破砕する２種類のチェーンを設けていることから、回転軸にかかる負荷が被処理物の水分量に応じて変動する傾向があることが知見された。そこで（１２）では、回転軸を回転させる回転手段の負荷を計測し、回転手段にかかる負荷の値に基づいて乾燥室に供給する被処理物の供給量を制御する。回転手段にかかる付加を計測する手段としては、回転手段をモータ等の電動式の駆動機で構成し、この駆動機の電流値を計測する方法が挙げられる。
【００４９】
このような制御を行うことにより、この態様では被処理物を１００℃以下のほぼ一定の温度で乾燥させることが可能となり、質の高い乾燥処理物を得ることができる。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、被処理物の熱変性を防止しながら簡易かつ迅速に被処理物を連続的に乾燥させ、高品質な乾燥処理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】
【００５１】
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装置１の模式図である。乾燥装置１は脱水機１２、乾燥機１４、粉塵分離機１６、および除湿機１８がこの順に接続されて構成され、制御装置１７を含む。図１に示すように乾燥機１４は、円筒の一端側が絞られ略円錐状になった乾燥室１５１が内部に形成されている。乾燥機１４は乾燥室１５１の細くなった片側端部側を底側として円錐が倒立した状態で設置される逆円錐型である。以下、上下左右といった方向を示す用語は、乾燥機１４をこの状態で設置した場合を基準として便宜的に用いるものとする。また、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。
【００５２】
脱水機１２はホッパ１２１と、このホッパ１２１と接続され内部にスクリュウ１２６を備える脱水機本体１２２と、を有する。ホッパ１２１にはベルトコンベア等で構成される供給機構１２５から茶飲料製造過程で発生する茶滓等が被処理物として供給される。ホッパ１２１に供給された被処理物は、自然落下またはホッパ１２１内に設けられたスクリュウ（図示せず）等により所定量ずつ、脱水機本体１２２に送られる。
【００５３】
脱水機本体１２２は本実施形態では水平方向に延びる略円筒形の内部空間を備え、この内部空間に設けられたスクリュウ１２６がモータ等の駆動手段１２７と接続されている。脱水機本体１２２に供給された被処理物は、スクリュウ１２６が駆動手段１２７で回転されることにより、被処理物を一端側から他端側に移動させながら圧搾脱水される。本実施形態では脱水機１２はスクリュウプレス型脱水機として構成されているが、脱水機１２はこれに限定されず、例えば遠心濾過型および遠心沈降型の遠心脱水機、ベルトプレス型脱水機、並びにフィルタープレス型等、任意の脱水機を用いることができる。
【００５４】
スクリュウ１２６の下部には網状体１２８が設けられ、被処理物から脱水された脱水濾液は網状体１２８を通過して排水口１２９から排出される。一方、脱水された被処理物は塊状で乾燥機１４に供給される。また、スクリュウ１２６を回転させる駆動手段１２７は、制御装置１７に制御され、スクリュウ１２６の回転数を変更することにより乾燥機１４への被処理物の供給速度を調整できるように構成されている。
【００５５】
図２は乾燥機１４の内部構成を示す斜視図である。乾燥機１４は乾燥機本体１４２と、この乾燥機本体１４２に接続される熱風発生手段１４１と、熱風旋回手段としての熱風供給管１４３と、を備える。乾燥機本体１４２の内部には、略円筒形の上部乾燥室１５１ａおよび略円錐形の下部乾燥室１５１ｂとから構成される乾燥室１５１が形成されている。熱風発生手段１４１は、気体を間接加熱する熱交換器１３１と、熱交換器１３１で加熱された熱風を乾燥室１５１に送る送風器であるファン１３２と、で構成されている。
【００５６】
熱交換器１３１は内部にチューブ１３３を備え、熱交換器１３１内部に供給された気体は、チューブ１３３を流れる加熱された熱媒体により加熱される。熱交換器１３１で使用される熱媒体の種類は特に限定されず、水、オイル、および燃焼ガス等を使用できる。熱交換器１３１には、チューブ１３３内を流れる熱媒体の温度を計測する温度計Ｔ１が取り付けられている。
【００５７】
熱風発生手段１４１は、熱交換器１３１を挟んでファン１３２と反対側に位置する熱風供給管１４３と接続されており、熱交換器１３１で加熱された熱風はファン１３２により乾燥室１５１に吹き込まれる。ファン１３２は、回転数をインバータ制御する回転速度切替機構を備える駆動手段（図示せず）を有し、回転速度が任意に変更できるように構成されている。熱風供給管１４３は本実施形態ではすり鉢状になった下部乾燥室１５１ｂの最下部近傍において、乾燥機本体１４２の略円形の外縁の接線方向に延びる。すなわち熱風供給管１４３は、乾燥室１５１の垂直方向中心線より壁側に偏った位置に熱風を供給するように接続されている。また、熱風供給管１４３と乾燥室１５１との接続点の近傍には、後述する熱風口１５７の温度を測る計器としての温度計Ｔ２が取り付けられている。
【００５８】
乾燥室１５１には水平断面積が大きくなった側（天井側）の側壁に供給口１５５、水平断面積が狭くなった側（底側）の側壁に熱風口１５７、および天井となる端面に排気口１５９が形成されている。供給口１５５は脱水機１２の出口と接続され、熱風口１５７は熱風供給管１４３を介して熱風発生手段１４１と接続されている。また、排気口１５９からは後述する排気管１７２が延びて乾燥機１４と粉塵分離機１６とが接続されている。
【００５９】
乾燥機本体１４２は、乾燥室１５１内の略中心に設けられ略垂直方向に延びる回転軸１５２と、この回転軸を回転させる回転手段１５３と、前記回転軸１５２に一端縁が固定された複数の回転チェーン１５４と、段違いの位置に取り付けられた回転チェーン１５４の先端同士を接続する複数の外周チェーン１５６と、を備える。
【００６０】
回転チェーン１５４の長さは、回転軸１５２から乾燥室１５１側壁までの距離より５〜１０ｍｍ程度短く、本実施形態では乾燥室１５１は底側に向かって先が細くなっているため、回転軸１５２の異なる高さ位置に固定された複数の回転チェーン１５４の長さは互いに異なり、具体的には底側に向かって短くなる。外周チェーン１５６の長さは、この外周チェーン１５６と接続された一対の回転チェーン１５４を延ばした状態での先端同士の距離より若干、長い。本実施形態では、回転チェーン１５４の長さは底側に向かって短くなっており、外周チェーン１５６の長さも同様に底側のものほど短くなっている。
【００６１】
図３は、図２の回転軸１５２の変形例を拡大して示す図であり、回転軸１５２の長さ方向に沿って回転チェーン１５４が４段取り付けられている状態を示している。以下、説明の便宜上、図３で最上部に位置し最長の回転チェーン１５４が取り付けられている位置を「１段目」、１段目より１段下の位置を「２段目」、２段目より更に１段下の位置を「３段目」、３段目より１段下にあって図３で最下部に位置する位置を「４段目」と称する。各段には、４本の回転チェーン１５４が互いに９０°間隔で取り付けられており、同一の高さにある４本の回転チェーン１５４を、回転軸１５２に対して反時計回り（左回り）にそれぞれ、第１回転チェーン１５４ａ、第２回転チェーン１５４ｂ、第３回転チェーン１５４ｃ、および第４回転チェーン１５４ｄと称する。
【００６２】
外周チェーン１５６は、回転軸１５２の長さ方向および円周方向で互いに隣接する一対の回転チェーン１５４の先端同士を接続している。図３の例では、各回転チェーン１５４の先端に１本の外周チェーン１５６が取り付けられている。具体的には、図３に示すように、２段目の第１回転チェーン１５４ａと３段目の第２回転チェーン１５４ｂとが１本の外周チェーン（第１外周チェーン）１５６ａで接続されている。また、２段目の第１回転チェーン１５４ａと円周方向で対向する位置にある第３回転チェーン１５４ｃの先端と、３段目の第４回転チェーン１５４ｄの先端も、１本の外周チェーン（第２外周チェーン）１５６ｂで接続されている。
【００６３】
さらに、２段目の第２回転チェーン１５４ｂと３段目の第３回転チェーン１５４ｃとが１本の外周チェーン（第３外周チェーン）１５６ｃで接続され、２段目の第２回転チェーン１５４ｂと円周方向で対向する位置にある第４回転チェーン１５４ｄと３段目の第１回転チェーン１５４ａとが１本の外周チェーン（第４外周チェーン）１５６ｄで接続されている。
【００６４】
外周チェーン１５６は、回転チェーン１５４の段と段との間（以下、「段間」と称する）に少なくとも１本ずつ、配置すればよい。すなわち、図３に示す態様では隣り合う一対の段の間（例えば２段目と３段目との間）に４本の外周チェーン１５６ａ〜ｄを設けてあるが、これら４本の外周チェーン１５６ａ〜ｄのうち、３本は省略してもよい。しかし、回転軸１５２の長さ方向の同一位置に複数の回転チェーン１５４が取り付けられている場合、回転軸１５２の回転バランスを向上させるために、回転軸１５２の円周方向で互いに対向する回転チェーン１５４の両方に外周チェーン１５６を接続していることが好ましい。したがって、例えば図３に示す態様において、第１回転チェーン１５４ａと半径方向で第１回転チェーン１５４ａに対向する第３回転チェーン１５４ｃには外周チェーンを取り付けず（すなわち第１外周チェーン１５６ａと第３外周チェーン１５６ｃを省略し）、第２回転チェーン１５４ｂとこれに対向する第４回転チェーン１５４ｄのみにそれぞれ第２外周チェーン１５６ｂと第４外周チェーン１５６ｄを取り付けてもよい。
【００６５】
なお、外周チェーン１５６の配列の仕方は特に限定されない。例えば、図２に示す例では回転軸１５２の長さ方向で互いに隣接する外周チェーン１５６は回転軸の長さ方向に整列した状態であり、それぞれの両端同士は回転軸１５２の周囲のほぼ同じ位置に位置している。一方、図３に示す例では、互いに隣接する外周チェーン（例えば第１外周チェーン１５６ａと第２外周チェーン１５６ｂ）は、それぞれの一端が回転軸１５２の周囲のほぼ同じ位置に位置し、他端は互いに逆方向に延び、回転軸１５２の円周方向に沿って互いに隣接するように配置されている。
【００６６】
また、各回転チェーン１５４の先端に２本の外周チェーン１５６を取り付けて、外周チェーン１５６が連続した螺旋状となるようにしてもよい。図４は、図３に示す実施態様における回転チェーン１５４の先端に外周チェーン１５４を２本ずつ取り付けることにより、外周チェーン１５６を螺旋状に配置した例を示す。具体的には、図４に示す例では、図３において２段目の第１回転チェーン１５４ａの先端に上段側にある１段目の第４回転チェーン１５４ｄと接続される別の外周チェーン１５６を設けている。同様に、第２回転チェーン１５４ｂ、第３回転チェーン１５４ｃ、および第４回転チェーン１５４ｄにも、上段左側の回転チェーン（すなわち、それぞれ１段目の第１回転チェーン１５４ａ、第２回転チェーン１５４ｂ、第３回転チェーン１５４ｃ）と接続される別の外周チェーンを設けている。
【００６７】
上述した実施態様では各外周チェーン１５６は、底側に位置する回転チェーン（例えば２段目の第２回転チェーン１５４ｂ）から天井側に位置する回転チェーン（例えば１段目の第１回転チェーン１５４ａ）に向かう方向、すなわち図３では上方向に傾斜する。このように、各々が左上方向に傾斜する複数の外周チェーン１５６は、乾燥室１５１内で隙間のある略螺旋状をなす。このため、回転軸１５２を天井側の回転チェーン１５４から底側の回転チェーン１５４へ向かう向き、つまり反時計回りに回転させると、外周チェーン１５４の動きにより、乾燥室１５１の側壁に付着した被処理物が天井側へ掻き上げられる。
【００６８】
図５は、上記実施形態に係る乾燥機の回転軸の変形例を示す部分模式図であり、回転軸１５２の長さ方向の同一位置に８本の回転チェーン１５４を設けた例を示す。このように、回転軸１５２の長さ方向の同一位置に８本の回転チェーン１５４を設けると、外周チェーン１５６を短くでき、乾燥室１５１の壁面に付着した付着物の剥離効率を向上させることができる。なお、図５では図３の例と同様に各回転チェーン１５４の先端に外周チェーン１５６を１本ずつ接続しているが、回転チェーン１５４を４本設ける場合と同様の変形が可能である。すなわち、外周チェーン１５６は少なくとも１本の回転チェーン１５４に取り付ければよく、回転軸１５２の円周方向で対向する１対の回転チェーン１５４のみに外周チェーン１５６を設けるようにしてもよく、各回転チェーン１５４の先端に２本の外周チェーン１５６を設けて外周チェーン１５６を連続した螺旋状としてもよい。
【００６９】
回転軸１５２の両端部側にはそれぞれ、下側回転翼１３３と上側回転翼１３５とが設けられ、これらの回転翼１３３、１３５はどちらも４枚の羽が約９０°の角度で取り付けられた構成である。各羽は、いずれも同じ方向、具体的には上側回転翼１３５側端縁に向かって傾斜するように回転軸１５２の軸が延びる方向に対して４５°程度の角度で取り付けられている。
【００７０】
回転軸１５２は上側回転翼１３５が設けられた側を上側（天井側）として乾燥室１５１内部に取り付けられ、両回転翼１３３、１３５はどちらも乾燥室１５１内に上向流を発生させる。回転軸１５２は等間隔で取り付けられた３枚の軸受板１５８で支持されている。軸受板１５８は、乾燥室１５１内部の気流の流れを阻害しないように、回転軸１５２に軸が延びる方向に対して３０〜６０°、例えば本実施形態では４５°程度傾いて斜めになった状態で乾燥室１５１の側壁に取り付けられている。
【００７１】
なお乾燥機１４を稼動させて乾燥処理を行なう際は、回転軸１５２は後述する熱気流サイクロンの旋回方向と逆に回転させることから、下側回転翼１３３は回転軸１５２とは独立に回転されるよう、構成することが好ましい。すなわち、通常の乾燥処理の際には下側回転翼１３３は回転させないことが好ましい。
【００７２】
このためには、例えば回転軸１５２を覆う略円筒状の管体１５２ｂを設けて回転軸１５２の一部を二重構造とし、この管体１５２ｂに下側回転翼１３３を固定すればよい。また、管体１５２ｂには回転軸１５２と逆方向にこの管体１５２ｂを回転させる駆動手段（図示せず）を回転手段１５３とは別に接続してもよい。このように管体１５２ｂに駆動手段を設けて下側回転翼１３３を回転軸１５２と逆方向に回転させる場合、下側回転翼１３３は回転軸１５２と逆方向に旋回する熱気流サイクロンを形成するため下側回転翼１３３と、管体１５２ｂと、駆動手段とで熱風旋回手段を構成することもできる。また、回転軸１５２に直接固定する場合は、熱風口１５７より下に設けて影響を少なくすることが好ましい。
【００７３】
回転手段１５３はモータ等の駆動手段で構成され、本発明では熱風発生手段１４１のファン１３２と同様に回転軸１５２の回転速度をインバータ制御する制御機能を備える速度切替機構（図示せず）がモータに取り付けられた構成となっている。本実施形態では、回転手段１５３はインバータ制御により、回転軸１５２の回転速度を任意に変更できるように構成されている。また、回転手段１５３には、回転手段１５３にかかる負荷を計測するための電流計Ａ１が取り付けられている。
【００７４】
乾燥室１５１内部にはまた、先端に向かって広がったフード１７１が一端に接続された排気管１７２が延びている。排気管１７２は排気口１５９から乾燥室１５１外部に延伸して、他端側が粉塵分離機１６に接続されている。粉塵分離機１６は乾燥機１４と同様に下部側が次第に細くなったすり鉢状の底部を備える分離室１６１が設けられた分離機本体１６２と、分離機本体１６２の下部に設けられた集積槽１６３と、分離機本体１６２上部から延伸する含湿気体管１６４と、を備える。排気管１７２には、乾燥装置１内の温度を計測するため温度計Ｔ３が取り付けられている。
【００７５】
排気管１７２は分離室１６１の上部側側壁に接続され、含湿気体管１６４は分離室１６１の天井に接続され、排気管１７２から供給され粉塵を含む気体は、分離室１６１内を旋回しながら下降する。気体の風速は下方に向かって低下し、気体とともに乾燥機１４から排出された乾燥処理物と分離され、除塵された気体（含湿気体）は水分を含んだ状態であり、含湿気体管１６４から除湿機１８に送られる。
【００７６】
除湿機１８は冷却機構を備える熱交換器であり、含湿気体が冷却されることにより水分が除去された乾燥気体が得られる。除湿機１８により含湿気体が冷却されて得られる凝縮水は排水管から排出し、乾燥された気体は気体循環配管１９から熱風発生手段１４１に循環させる。気体循環配管１９には、熱風発生手段１４１に送られる乾燥気体の温度を計測する温度計Ｔ４が取り付けられている。
【００７７】
制御装置１７は、温度計Ｔ１〜Ｔ４、電流計Ａ１、熱交換器１３１および脱水機１２の駆動手段１２７に接続されている。この制御装置１７は、温度計Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４で計測された熱媒体の温度、熱風口１５７内の熱風の温度、および循環気体の温度、並びに電流計Ａ１で計測された回転軸１５２の負荷を表す電流値に基づき、熱交換器１３１の熱媒体の加熱温度および駆動手段１２７の回転数を制御する。
【００７８】
以下、本実施形態に係る乾燥装置１を用いて、被処理物として茶滓を乾燥させる乾燥方法について説明する。まず、茶飲料の製造過程から排出される茶滓（含水率７０〜８５％程度）を供給機構１２５からホッパ１２１に送り、ホッパ１２１から所定量ずつ、脱水機本体１２２内部に導入する。脱水機１２内部では、茶滓は駆動手段１２７で回転されるスクリュウ１２６の回転に伴って図１の右側方向に送られる過程で圧搾脱水される。脱水濾液は網状体１２８から落下して排水口１２９から排出される。一方、茶滓は含水率７５％程度に脱水され、直径２〜１０ｃｍ程度の塊状となって供給口１５５から乾燥機１４の乾燥室１５１内に入る。なお、スクリュウ１２６の回転数は、制御装置１７により制御されており、回転軸１５２にかかる負荷に応じて乾燥機１４に供給される茶滓の供給速度が変更される。
【００７９】
乾燥室１５１には熱風供給管１４３から熱風が供給されるとともに、回転軸１５２が回転されることで回転チェーン１５４が回転して塊状の茶滓は打撃破砕されて砕片化しながら乾燥室１５１を落下する。ここで、熱風供給管１４３は乾燥機本体１４２の底部側壁において、水平断面が略円形となった乾燥室内部に接線方向から熱風を供給するように設けられている。このため、熱風供給管１４３から送り込まれた熱風は、熱風口１５７近傍で乾燥室１５１側壁に接して旋回流となって乾燥室１５１内を上昇する。本実施形態では下部乾燥室１５１ｂは上方に向かって広くなる略円錐形であるため、熱風供給管１４３を乾燥機本体１４２の接線方向に延びるように取り付けることで、熱風は容易に旋回する上昇気流（熱気流サイクロン）となる。
【００８０】
本実施形態では、熱風供給管１４３は乾燥室１５１の垂直方向中心から左側に偏った位置に熱風を供給するように接続されており、ファン１３２から送られた熱風は、図中、矢印で示すように時計回り（右回り）に旋回して上昇する熱気流サイクロンとなる。一方、回転軸１５２は反時計回り（左回り）に回転され、回転チェーン１５４は回転軸１５２の周囲を左回りに回って熱気流サイクロンと対向する。乾燥室１５１内に供給された茶滓は高速で回転する回転チェーン１５４と接触し、破砕されると同時に傾斜した乾燥室内の壁面（側壁）を落下し、外周チェーン１５６により微破砕され、掻き上げられて最上段の回転チェーン１５４面上で帯状に脈動回転を始める。このため、本実施形態の乾燥装置１では茶滓と回転チェーン１５４及び外周チェーン１５６との接触頻度が多く、茶滓が迅速に砕片化される。
【００８１】
砕片化された茶滓は表面から乾燥され、乾燥が進んで粉末状になった茶滓は熱気流サイクロンに巻き上げられて乾燥室１５１上部に浮上して略円筒状の上部乾燥室１５１ａから排気口１５９に吸引される。一方、水分を含んだ塊状の茶滓は下部乾燥室１５１ｂの下方に向かって側壁に沿いながら落下し、破砕されながら高温の熱気流サイクロンと接触することで水分が蒸発して乾燥されるとともに熱風の温度を９５℃程度に低下させる。
【００８２】
ここで、本実施形態では乾燥室１５１内の温度は、排気管１７２に設けた温度計Ｔ３により計測されている。また、熱風口１５７近傍にも温度計Ｔ１が設けられており、熱風口１５７内の温度が好適には１５０〜１６０℃の範囲となるよう、制御装置１７により、熱交換器１３１での熱媒体の加熱温度を制御する。併せて回転軸１５２の回転手段１５３の電流値を電流計Ａ１で計測し、電流計Ａ１から茶滓による水分持込量の変化を把握する。そして、この結果に基づいてスクリュウ１２６を動かす駆動手段１２７の回転数を制御し、茶滓の投入量を制御して乾燥室１５１内の温度を８５℃〜９５℃程度に維持する。
【００８３】
外周チェーン１５６は、乾燥室１５１の側壁をなぞり、被処理物を跳ね上げるように略螺旋状に動く。このため、側壁に付着した茶滓は外周チェーン１５６の動きにより、天井側に掻き上げられ、上部乾燥室１５１ａ方向に運ばれる。また、下部乾燥室１５１ｂでは、高速で回転する回転チェーン１５４が粒度の比較的大きな乾燥物を跳ね上げ帯状になって回転チェーン１５４の回転方向に水平脈動しながら回転する。回転しながら破砕され微粉化された茶滓は、下部からの熱サイクロン気流により巻き上げられ旋回しながら上部乾燥室１５１ａに流入する。
【００８４】
このように、本発明では水分を多く含む破砕された茶滓は乾燥室１５１の底側で高温（例えば１５０〜２５０℃程度）の熱風と接触して瞬時に乾燥される一方、乾燥された茶滓は粉塵となって上部乾燥室１５１ａ側に舞い上がり、比較的低温（例えば８０〜９５℃程度）の熱気流サイクロンでさらに乾燥される。本実施形態では、下部乾燥室１５１ｂの垂直方向の高さは２〜５ｍであり、上部乾燥室１５１ａの高さは１〜２ｍで、上部乾燥室１５１ａ側に舞い上げられた乾燥処理物は上部乾燥室１５１ａで確実に乾燥される。このため、本発明によれば茶滓を短時間で確実に乾燥させ、しかも熱風によるカテキン等の分解を抑制することができる。
【００８５】
上部乾燥室１５１ａは熱気流サイクロンの風速が低いため、上部乾燥室１５１ａを浮遊する乾燥処理物はフード１７１下方に設けられた上側回転翼１３５に発生される排出気流に乗って排気管１７２から排出される。上側回転翼１３５は熱気流サイクロンとは逆向きの排出気流を生じることにより、上側回転翼１３５付近を浮遊する乾燥処理物を吸い込みながら排気管１７２に送る。ここで、乾燥室１５１は外縁付近ほど、風速が速く、中心部は風速が低くなっていることから、上部乾燥室１５１ａの中心付近の気流は弱く、乾燥が進んで軽くなった粉塵が選択的に排気管１７２に吸い込まれることになる。このため、本発明によれば排気管１７２から排出される乾燥処理物の品質を均質化できる。
【００８６】
排気管１７２から粉塵分離機１６に入った乾燥処理物は、粉塵分離機１６内を旋回して下降する気流の勢いが弱まるとともに自然落下して集積槽１６３に堆積する。一方、乾燥処理物と分離され除塵された気体は水分を含んでおり、含湿気体管１６４から排出されファン１６５を介して除湿機１８に供給される。除湿機１８では冷却水等の冷却媒体を用いて含湿気体を間接冷却することにより、含湿気体に含まれる水分を凝縮させて、水分を凝縮水として系外へ排出し、水分が除去されて温度５０〜８０℃程度、湿度２０〜５０％程度になった乾燥気体を得る。
【００８７】
本実施形態では、除湿機１８と熱風発生手段１４１とは気体循環配管１９を介して接続されており、除湿機１８で得られた乾燥気体はほとんどが熱風発生手段１４１に送られ、加熱されて熱風として乾燥室１５１内に循環供給される。本発明では乾燥用の気体が循環利用されるため、熱風発生手段１４１に供給される気体の温度および湿度が年間を通して上記範囲内でほぼ一定となる。このため、気体加熱用のエネルギー消費を低減できるとともに、乾燥室１５１内の処理条件を安定化させることができる。また、循環される気体は酸素含有量が低いため、茶滓等の被処理物の酸化を抑制できる。このため、本発明によれば乾燥処理物の品質を安定させ、品質劣化を抑制することができる。なお、被処理物の酸化が問題とならない場合は、除湿機１８を用いることなく直接排出する方が有利である。
【００８８】
本実施形態では被処理物として茶滓を用いるが、茶滓は粒径が比較的均一で種々の含有成分を含むため、乾燥室１５１の壁面に付着しやすい。これに対し、本発明では回転チェーン１５４同士の間を接続する外周チェーン１５６を設けているため、壁面をこするように外周チェーン１５４を動かして壁面に付着した茶滓を剥離させることができる。また、乾燥装置１の回転軸１５２の回転速度は切替可能であることから、回転軸１５２の回転速度を緩速運転に切替ることで回転チェーン１５４の遊離端が回転する高さを変化させて壁面に付着した茶滓の塊を落下させてもよい。
【００８９】
緩速運転を行っている際には、回転軸１５２の回転速度を低下させて回転チェーン１５４と回転軸１５２との角度を３０〜５０°程度にすることにより、回転チェーンの１５４の先端が位置する高さを変化させ、外周チェーン１５６が回転する位置を変化させる。このように緩速運転を行うことにより、茶滓の塊を剥離させることができる。
【００９０】
また、回転軸１５２の回転を停止すると回転チェーン１５４および外周チェーン１５６は回転軸１５２に沿って垂下するため、回転軸１５２にと乾燥室１５１の側壁とを洗浄液で洗浄すれば、乾燥室１５１内と回転チェーン１５４、外周チェーン１５６および回転軸１５２を同時に洗浄できる。
【００９１】
なお、停電等により乾燥機１４が停止して運転を再開する場合等、乾燥室１５１の底部に茶滓が塊状に堆積しているような場合、下側回転翼１３３を回転させる。これにより、堆積物を砕片化するとともに上昇気流により茶滓を乾燥室１５１上部側へ巻き上げる。下側回転翼１３３は熱気流サイクロンの動きを阻害しないよう、回転軸１５２から独立して回転することが好ましいが、熱風の吹き込み量を調整する等して下側回転翼１３３を動かしながら熱気流サイクロンを作り出して乾燥処理を行なうことも排除されない。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、例えば茶飲料製造などに伴い発生する茶滓等の有機性残渣を乾燥させて再利用するために利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の一実施形態に係る乾燥装置を示す図である。
【図２】上記実施形態に係る乾燥機の内部構成を示す図である。
【図３】上記実施形態に係る乾燥機の変形例の内部構成の一部を示す図である。
【図４】上記実施形態に係る乾燥機の別の変形例の内部構成を示す図である。
【図５】上記実施形態に係る乾燥機の更に別の変形例の内部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
１      乾燥装置
１２    脱水機
１４    乾燥機
１６    粉塵分離機
１８    除湿機
１３３  下側回転翼
１３５  上側回転翼
１４１  熱風発生手段
１４２  乾燥機本体
１４３  熱風供給管（熱風旋回手段）
１５１  乾燥室
１５２  回転軸
１５３  回転手段
１５４  回転チェーン
１５５  供給口
１５６  外周チェーン
１５７  熱風口
１５９  排気口
【図１】
2007163088.tif 000003
【図２】
2007163088.tif 000004
【図３】
2007163088.tif 000005
【図４】
2007163088.tif 000006
【図５】
2007163088.tif 000007