第１章

乾燥とは何か《 乾燥の必要性 》

蒸気

昇華現象
蒸発

第１章

乾燥とは何か︽乾燥の必要性︾

気体

1.1 乾燥は水分の蒸発・昇華◆ 乾燥は、水分の蒸発・昇華現象
広辞苑（岩波書店）によると、

凍結

水

液体

氷

「しょうか【昇華】…固体が液体になることなく直接に気体になること」

第２章「かんそう【乾燥】…湿気や水分がなくなること、また、なくすこと」

固体

融解と書かれています。

図１．
１ 水の蒸発と氷の昇華産業における「乾燥」とは、比較的少量の水や有機溶媒などの液体を含む材
じょうはつ料（湿り材料）に熱エネルギーを与えて液体を蒸 発させて除去し、乾いた製品を得る操作をいいます（図１．
１）
。

表１．
１ 水の蒸発熱
しょう か

水をいったん凍結させ、氷から蒸気に昇 華させることによって元の水分を除去する操作を「凍結乾燥」といいます。凍結乾燥は、今日、食品や医薬品の製造に使われ、たいへん重要な操作です。【（５．
９）節 参照】
熱を加えない脱水（例第３章とうけつ

洗濯機の脱水槽）は、乾燥の操作に含めませんが、［℃］

０２０４０６０８０１００［K］

２７３２９３３１３３３３３５３３７３

水１g を蒸発させるのに必要なエネルギー［J］

２，５０２２，４５４２，４０７２，３５９２，
３０９２，２５７

温度

乾燥の前処理操作としてよく使われます。【（６．
１）節 参照】◆ 乾燥操作は、熱エネルギーを大量に消費する

表１．
２ 氷の融解熱と昇華熱

大気圧下で２０℃ の水１g を蒸発させるには２，４５４J のエネルギー（蒸発熱）が必要です。たとえば１００W の電熱ヒーターが発生するエネルギーをすべて

温

００W＝２４．
５s となり、少なくとも約２５秒水の蒸発に使ったとすると２４５４J／１間加熱する必要があります（表１．
１）
。

０［K］

２７３度

氷１g を融解させるのに必要なエネルギー［J］

３３４

氷１g を昇華させるのに必要なエネルギー［J］

２，８３６

第５章

０℃ の氷１g を昇華させるには、融解熱３３４J と蒸発熱２，５０２J の和、２，８３６［℃］

J のエネルギーが必要です（表１．
２）。

◆ 乾燥操作は、エネルギー効率を向上させることが大切である
乾燥操作では大量のエネルギーを消費するので、もし大量に水を含んでいる場合には、乾燥の前にできるだけ脱水し、比較的少量の水を蒸発させるように「熱力学的温度」（絶対温度）と「セ氏温度［℃］」とは次の関係にあります。
熱力学的温度［K］＝セ氏温度［℃］＋２７３．
１５セ氏温度［℃］＝熱力学的温度［K］−２７３．
１５2注１） １W＝１J／s
１００W（ワット）は、１s（秒）あたり１００J（ジュール）のエネルギーを発生することに相当する。
第６章

工夫し、エネルギー効率を向上させることが大切です。【（６．
１）節 参照】

第４章

日本機械学会蒸気表（１９８０）

注２） １cal＝４．
１８５５J
１cal（カロリー）は約４．
２J に相当し、１J は約０．
２４cal に相当する。

3

第１章

乾燥とは何か︽乾燥の必要性︾

1.2 乾燥のはじまり◆ 乾燥は、水の誕生とともに始まった
地球は太陽系の一惑星であり、太陽のエネルギーが地上に降り注いでいます。

第２章「乾燥」は、地球上に誕生した「水」の「太陽エネルギー」による蒸発が始まりですが、これは地球上に人類が誕生するよりもはるか以前から起きていた現てん ぴ象です。これが「天日乾燥」であり、現在でも日常生活の中で重要な乾燥方法です。

図１．
３ 弓錐式
かたい棒をやわらかい木板の上で回転させ、摩擦熱で木板が焼け焦げ、やがて高温の炭の粉末ができ、これが火種となる。ツケギ（付木）に移してこれを燃えあがらせる。

ないし、あるいは、自然に発生した山火事であったかもしれません。

◆ 人類は、火の使用を始めた
人類が他の動物と違う点として「火の使用」があげられます。よく知られて

第３章

図１．
２ 火打石式
火打石で発生した火花をホクチ（火口）と呼ばれる、きわめて火のつきやすいもので受け止め、ポツンと赤い火種を作り、さらにツケギ（付木）に移してこれを燃えあがらせる。

水の蒸発に必要なエネルギー源は、火山から噴出したマグマだったかもしれいるように、４０万年ほど前の北京原人が火を使っていたことは確かなことです。しかし、それ以前に人類が火を使っていなかったというわけではなく、原第４章

始人たちは長い年月の間には山火事などに何度も出会ったにちがいありません。
はじめは恐れていても、そのうちに恐れずに近づく者も現れたでしょう。山火事がおさまったあと、火のあたたかさの心地よさを知り、また、焼け跡に残された果実などが食物になることも知ったことでしょう。

◆ 太陽の恵みを受けた天日乾燥
第５章

人類がどのようにして火を手に入れていたかは、遺跡からの発掘物、文献、絵画などから知ることができます。いろいろな「火起しの術」が知られていまきりすが、ここでは火打石式（図１．
２）と弓錐式（図１．
３）を示します。どちらも「マッチ」を持たない場合に現在でも利用されている方法です。
図の説明からわかるように火打石式のホクチ（火口）やツケギ（付木）、弓注）現代人が自由に、かつ安全に「火」を手に入れることができるようになるには、
１８２７年

ウオーカーによる「燐マッチ」の発明

そこで天日乾燥によって乾燥した材料を得ていたであろうことは、容易に想像

１８４５年

シュレッターによる「赤燐」の発見

１８５５年

ルンドストロムによる「赤燐マッチ」の発明されます。

第６章

錐式の木板など「乾燥した材料」でないと火を起こせないことは明らかです。

まで待たなくてはならなかった。
参考文献：岩城正夫著「原始技術史入門」、pp.７４〜８５、新生出版（１９７６）45

30越ひびき―籾米の乾燥：米は生きている―

れにあたります。また、菌類の繁殖には温度と共に水分が必要で、大気の相対湿度９０％ 以上のときが最適条件です。【相対湿度→（２．
４）節参照】◆ 穀物は、収穫後も生きている千秋楽
20

農林29号

1510

水分が高く、貯蔵温度が高いほど安全限界日数は短くなる。
収穫後、速やかに水分を安全範囲まで下げる必要がある。

第２章

にとって最も適した温度は２０〜３０℃ の範囲であり、収穫時期の気温条件がこ安全限界日数（日）

収穫後の穀物には、カビ類と菌類の微生物が存在しています。カビ類と菌類コシヒカリ

第１章

越路早生

もみ ごめ

◆ 穀物には、カビ類と菌類の微生物が存在している

乾燥とは何か︽乾燥の必要性︾

1.3 乾燥操作は、なぜ必要か

7531

もみごめ

18 19 20 21 22 23 24 25 26

らに高く３０〜４０％（湿量基準）の高水分となっているために、収穫（脱穀）籾水分（％）

後の穀物は変質しやすく、水分を迅速に下げる必要があります。

第３章

一般に収穫時の水分は、籾米の場合２０〜２５％（湿量基準）、小麦の場合はさ

図１．
４ 籾水分と安全限界日数の関係

また、穀物は収穫後も生きており、酸素呼吸をしながら二酸化炭素（炭酸ガス）と水を放出し、エネルギーを発散させています。穀物の水分が高く温度が高いほど、この活動は盛んになり、発散するエネルギー量も多くなるため、穀第４章

物の温度は外気温度より高くなります。このため、収穫後の穀物を袋詰めの状態で長時間放置したり、無通風のままで堆積貯蔵すると、穀温と湿度が上昇し微生物が異常繁殖し、米では変質してヤケ米となります。

◆ 籾米の安全限界日数
図１．
４は、収穫された穀物の安全限界日数を示したものです。水分が高く、かに水分を安全範囲まで下げる必要があります。以前は架干し（はさぼし、はざぼし）と呼ばれる天日乾燥（図１．
５、図１．
６）で刈り取った稲を乾燥していましたが、近年は大きなエネルギーをかけた乾燥機で籾米を乾燥します。収穫後の穀物を乾燥する目的は、収穫した穀物の品質保持管理（変質防止）、貯蔵性・加工性の向上を図ることにあります。

6第６章

参考文献：造賀和成、化学装置、２００７年８月号、p. 60（２００７）

ヤケ米は、微生物の寄生繁殖・高水もみ分籾の呼吸熱による穀温上昇により、米の化学物質が分解した状態の米をさす。
収穫後の穀物を乾燥する目的は、収穫した穀物の品質保持（変質防止）、貯蔵性・加工性の向上をはかるためである。

第５章

貯蔵温度が高いほど安全限界日数は短いので、変質防止のためには収穫後速や

図１．
５ 架干し（はさぼし、はざぼし）

図１．
６ 架干し（はさぼし、はざぼし）
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