物質乾燥装置および物質乾燥方法
【課題】プラズマ還元処理済みの食品廃棄物などの乾燥対象物質を比較的短時間のうちに比較的大量にかつ比較的効率良く乾燥処理することができる乾燥処理装置１１を提供する。
【解決手段】乾燥対象物質を攪拌しつつ移送することができる物質攪拌機構２５の長手状外筒２６が、加熱槽１３の内部空間に収容されている。攪拌バー群２９、３０が、長手状外筒２６の内部空間に設けられている。攪拌バー群２９、３０を構成している多数本の攪拌バー３１の軸心方向に延在する中心線を順次つないだ包絡面が、ほぼスパイラル形状になっている。
【解決手段】乾燥対象物質を攪拌しつつ移送することができる物質攪拌機構２５の長手状外筒２６が、加熱槽１３の内部空間に収容されている。攪拌バー群２９、３０が、長手状外筒２６の内部空間に設けられている。攪拌バー群２９、３０を構成している多数本の攪拌バー３１の軸心方向に延在する中心線を順次つないだ包絡面が、ほぼスパイラル形状になっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥すべき物質（以下、「乾燥対象物質」という。）を攪拌することができる物質攪拌機構と、上記物質攪拌機構によって攪拌される乾燥対象物質を加熱することができる加熱手段とを備えている物質乾燥装置に関するものである。また、本発明は、このような物質乾燥装置を用いて乾燥対象物質を乾燥処理するように構成した物質乾燥方法にも関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明者らは、特願２０１０−１６４１５２号でもって、プラズマ還元方式による物質処理装置およびプラズマ還元方式による物質処理方法を先に提案した。そして、上記物質処理の装置および方法によれば、食品生産現場や食品加工過程においてそれぞれ発生した野菜、穀物、海藻、魚貝類、肉類などの食品廃棄物をプラズマ還元処理することができる。また、このプラズマ還元処理後の食品廃棄物は、水分が比較的多いので、そのままの状態でもって豚の餌などにすることができる。しかし、上述のプラズマ還元処理後の食品廃棄物は、水分が比較的多いために、そのままの状態でもって牛の餌などにすることはできない。
【０００３】
一方、特許文献１には、食品工場で廃棄される賞味期限切れの牛乳、豆腐などの不良品の汚泥などの攪拌乾燥処理を行うための物質乾燥装置が開示されている。そして、特許文献１の物質乾燥装置は、横型筒状のドラムと、このドラムに横向きに支持されている回転軸と、この回転軸に設けられている多数個の支持アームとを備えている。そして、上記横型筒状のドラムの上部中央付近には、食品汚泥を投入するための汚泥投入口が設けられている。また、上記横型筒状のドラムの下部中央付近には、攪拌乾燥された乾燥物を取り出すための取り出し口が設けられている。したがって、特許文献１の物質乾燥装置は、食品汚泥などの乾燥処理物質をバッチ処理するように構成されている。さらに、上記多数個の支持アームのそれぞれの先端部には、内側攪拌羽根または外側攪拌羽根が設けられている。そして、上記横型筒状のドラム内には、熱風が直接に供給されるので、乾燥対象物質はこの熱風によって直接に加熱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１７２５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されている物質乾燥装置および物質乾燥方法においては、乾燥対象物質をバッチ処理するようにしている。このために、乾燥対象物質の乾燥処理を流れ作業的に連続処理することができないので、乾燥対象物質を短時間のうちに大量に乾燥処理することができない。
【０００６】
また、特許文献１の装置および方法においては、横型筒状のドラム内に熱風が直接に供給される。このために、乾燥対象物質が熱風によって直接に加熱されるので、横型筒状のドラム内の乾燥対象物質の温度管理を正確に行うのが難しい。
【０００７】
また、特許文献１の装置および方法においては、乾燥対象物質を攪拌するための攪拌手段が、回転軸に設けられている多数個の支持アームのそれぞれの先端部にそれぞれ設けられている内側または外側の攪拌羽根によって構成されている。このために、攪拌手段は、乾燥対象物質を単に攪拌する機能を備えているにしかすぎず、また、攪拌羽根に比較的大きな負荷が加わったときに、攪拌羽根が破損しやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、その第１の観点においては、乾燥対象物質を攪拌しつつ移送することができる物質攪拌機構と、上記物質攪拌機構によって攪拌されつつ移送される乾燥対象物質を加熱することができる加熱槽とを備え、上記物質攪拌機構が、長さ方向の一端部側に物質供給口を有するとともに長さ方向の他端側に物質排出口を有する長手状の外筒と、この長手状外筒の長さ方向に延在するようにこの長手状外筒の内部空間に回転可能に配されている少なくとも１つの回転軸と、この少なくとも１つの回転軸に設けられている少なくとも１つの攪拌バー群とを備え、上記長手状外筒のうちの少なくとも中間部分が、上記加熱槽の内部空間に収容され、上記攪拌バー群が、上記回転軸の軸心方向に沿って上記回転軸に間欠的に配設されている多数本の棒状攪拌バーによって構成され、上記多数本の棒状攪拌バーの軸心方向にそれぞれ延在する多数本の中心線を順次つないだ包絡面がほぼスパイラル形状になっていることを特徴とする物質乾燥装置に係るものである。この場合、上記長手状外筒の上流側の端部および下流側の端部のうちの少なくとも一方が、上記加熱槽から外部に向かって突設されていてもよい。
【０００９】
そして、本発明の上記第１の観点の第１の態様においては、上記長手状外筒の全体が上記加熱槽の上記内部空間に収容されているのが好ましい。また、本発明の上記第１の観点の第２の態様においては、上記少なくとも１つの回転軸が、１本の支持軸を構成するように直接または間接的に互いに連結されている第１および第２の回転軸を備え、上記少なくとも１つの攪拌バー群が、これら第１および第２の回転軸にそれぞれ設けられている第１および第２の攪拌バー群を備えているのが好ましい。この場合、回転軸および攪拌バー群のそれぞれが３つまたはそれよりも多くてもよい。
【００１０】
そして、本発明の上記第１の観点の第３の態様においては、上記第１の回転軸を回転駆動させることができる第１の回転駆動手段と、上記第２の回転軸を回転駆動させることができる第２の回転駆動手段とを備え、上記第１および第２の回転駆動手段のうちの少なくとも一方が、上記第１および第２の回転軸のうちの少なくとも一方を正回転駆動および逆回転駆動させることができるように構成されているのが好ましい。この場合、上記第１および第２の回転駆動手段は、モータなどの駆動源は互いに共通であって、このモータなどの駆動源から第１および第２の回転軸に至る駆動力伝達手段のうちの一部または全部が互いに相違していてもよい。また、回転駆動手段および回転軸のそれぞれが３つまたはそれよりも多くてもよい。
【００１１】
そして、本発明の上記第１の観点の第４の態様においては、上記回転軸の軸心方向にほぼ沿って長手状に延在している上記軸心方向から見てほぼリング状の加熱用空間が、上記加熱槽と上記長手状外筒との間に設けられ、上記リング状加熱用空間に熱風を吹き込むことができる複数個の加熱手段が、上記加熱用空間の上流側から下流側にかけて順次配設され、上記複数個の加熱手段のそれぞれの熱風吹き込み方向が、下流側から上流側を見たときに、上記リング状加熱用空間を同方向に旋回するガスの流れを生じさせる方向であるのが好ましい。この場合、上記加熱槽が、上記リング状加熱用空間の上流側および下流側のうちのいずれか一方の側のガスを吸い込むことができる吸い込み口を有するガス循環機構を備え、上記ガス循環機構が、上記吸い込んだガスを上記リング状加熱用空間の下流側および上流側のうちの他方に送り出すことができる送り出し口をさらに有し、上記ガス吸い込みの方向と上記ガス送り出しの方向とのそれぞれが、上記旋回ガスの上記流れを助長する方向であるのがさらに好ましい。
【００１２】
そして、本発明の上記第１の観点の第５の態様においては、上記物質排出口から排出される上記乾燥対象物質が供給されることができるリードスクリュー式のコンベア機構が、上記加熱槽に付属されて、この加熱槽と直接または間接的に一体的に設けられ、上記物質排出口から排出される上記乾燥対象物質が、上記コンベア機構によって、このコンベア機構の物質取り出し口まで移送されるように構成されているのが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明においては、その第２の観点においては、上記第１の観点における物質乾燥装置を用いて乾燥対象物質を乾燥処理するように構成したことを特徴とする物質乾燥方法に係るものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、食品廃棄物をプラズマ還元処理することによって得られるプラズマ還元処理済みの食品廃棄物などの乾燥対象物質を、流れ作業的に連続処理することができるので、乾燥対象物質を比較的短時間のうちに比較的大量に乾燥処理することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、乾燥対象物質を長手状外筒を介して間接的に加熱するようにしたので、外筒の内部空間の乾燥対象物質の温度管理を比較的正確に行うことができ、また、外筒の内部空間の乾燥対象物質を多数本の棒状攪拌バーによって攪拌しつつ上流側から下流側に移送することができるので、乾燥対象物質を比較的効率良く乾燥処理することができる。そして、多数本の攪拌バーは、それぞれ棒状であるので、乾燥対象物質の攪拌および移送を比較的良好に行うことができるにもかかわらず、攪拌バーが破損するおそれが比較的少ない。
【００１６】
また、請求項３に係る発明によれば、第１および第２の回転軸のそれぞれの回転数を互いに変更させることができるので、乾燥対象物の攪拌状態および移送状態にそれぞれ対応させて、乾燥対象物質の攪拌および移送をさらに良好に行うことが可能である。さらに、請求項４に係る発明によれば、第１および第２の回転軸のうちの少なくとも一方を一時的に逆転させることなどによって、乾燥対象物質の攪拌および移送をきわめて良好に行うことが可能である。
【００１７】
また、請求項５に係る発明によれば、外筒内の乾燥対象物質の高温での温度管理を効率良く行うことができる。さらに、請求項６に係る発明によれば、上述のような温度管理をさらに効率良く行うことができる。
【００１８】
また、請求項７に係る発明によれば、乾燥対象物質を加圧状態で移送しつつ取り出すことができるので、この移送時に乾燥対象物質を多少ともプラズマ還元処理することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例によるプラズマ還元方式の物質乾燥装置の概略的な正面図である。（実施例１）
【図２】図１に示す物質乾燥装置の概略的な斜視図である。（実施例１）
【図３】図１に示す物質攪拌機構の攪拌バー機構の概略的な斜視図である。（実施例１）
【図４】図１の１−１線に沿った拡大断面図である。（実施例１）
【図５】図１の２−２線に沿った拡大断面図である。（実施例１）
【図６】図１の３−３線に沿った拡大断面図である。（実施例１）
【図７】図１の４−４線に沿った拡大断面図である。（実施例１）
【図８】図１の５−５線に沿った拡大断面図である。（実施例１）
【発明を実施するための形態】
【００２０】
つぎに、本発明の一実施例によるプラズマ還元方式の物質乾燥装置と、この物質乾燥装置を用いたプラズマ還元方式の物質乾燥方法とを、「１、物質乾燥装置の構成」、「２、物質乾燥装置の各部の寸法、寸法比などの数値」および「３、物質乾燥方法の構成」に項分けして、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
１、物質乾燥装置の構成
図１〜図８に示すプラズマ還元方式の物質乾燥装置１１は、主要な構成要素として、つぎの（ア）項〜（ケ）項に記載のものを備えている。
（ア）他の構成要素が直接または間接的に支持されている筐体支持手段としての基枠１２、
（イ）基枠１２に支持されている加熱槽またはケーシングとしての筐体１３を備えている乾燥装置本体１０、
（ウ）筐体１３の上方に設けられているホッパ１４、
（エ）筐体１３の上方に設けられているガス循環機構１５、
（オ）筐体１３の上方に設けられている排気機構１６、
（カ）基枠１２および筐体１３の上流側Ａの端部付近に設けられている第１の攪拌バー駆動機構１７、
（キ）基枠１２および筐体１３の下流側Ｂの端部付近に設けられている第２の攪拌バー駆動機構１８、
（ク）筐体１３の下方に上流側Ａから下流側Ｂに向かって順次設けられているそれぞれ加熱手段としての第１、第２および第３の加熱用バーナ機構２１、２２、２３、および
（ケ）筐体１３の下流側Ｂの端部付近の下方に設けられているリードスクリュー式の物質排出用コンベア機構２４。
【００２２】
図１〜図８に示す筐体１３は、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向にほぼ沿って長手状のほぼ直方体形状などに構成されていてよい。そして、乾燥装置本体１０は、主要な構成要素として、上記筐体１３と物質攪拌機構２５とを備えている。また、この物質攪拌機構２５は、主要な構成要素として、つぎの（コ）項〜（ス）項に記載のものを備えている。
（コ）基枠１２に取り付け支持されているほぼ円筒形状などのほぼ筒形状で長手状の外筒２６、
（サ）外筒２６の上流側Ａから下流側Ｂに向かって外筒２６の両端部を貫通しかつこの外筒２６に対してほぼ同心状に延在している支持軸２７、
（シ）支持軸２７に取り付け支持されている多数本の攪拌バー３１、および
（ス）支持軸２７に上流側Ａから下流側Ｂに向かって順次連結されているそれぞれ位置決め手段としての第１、第２および第３の位置決め部材３２、３３、３４。
【００２３】
図１および図３に示すように、支持軸２７は、上流側Ａを延在している第１のバー取り付け軸としての第１の回転軸２７ａと、下流側Ｂを延在している第２のバー取り付け軸としての第２の回転軸２７ｂと、第１の回転軸２７ａと第２の回転軸２７ｂとを連結している連結手段としての連結軸２７ｃとを備えている。なお、連結軸２７ｃは、それ自体は、回転可能であってもよいし、回転不能であってもよい。そして、連結軸２７ｃは、第１の回転軸２７ａと第２の回転軸２７ｂとが個別に回転可能なように、第１の回転軸２７ａの下流側Ｂの端部と第２の回転軸２７ｂの上流側Ａの端部とにそれぞれ連結されていればよい。したがって、連結軸２７ｃは、第１の回転軸２７ａの下流側Ｂの端部に対して軸受け手段として機能するとともに、第２の回転軸２７ｂの上流側Ａの端部に対しても軸受け手段として機能する。
【００２４】
図１および図３に示すように、第１、第２および第３の位置決め部材３２〜３４のそれぞれは、ほぼＸ字形状などの任意の形状であってよく、好ましくは複数本の腕部を備えている。そして、これらの腕部の先端部は、外筒２６にねじ止めなどによって取り付け固定されている。また、図４〜図８に示すように、外筒２６の外周面には、Ｈ型鋼などから成る長手状補強部材３７が好ましくは複数本取り付けられている。なお、これらの長手状補強部材３７は、支持軸２７に対してほぼ平行に延在しているのが好ましい。また、これらの補強部材３７には、支持軸２７に対してほぼ平行に延在しているアース線３８がそれぞれ取り付けられている。そして、これらのアース線３８の取り付けおよび絶縁は、これらのアース線３８のそれぞれに対して複数個の絶縁用ガイシ４１によって行われる。
【００２５】
図１および図４〜図８に示すように、外筒２６は、上流側Ａを延在している第１の外筒部材２６ａと、下流側Ｂを延在している第２の外筒部材２６ｂとを備えていてよい。そして、これら第１および第２の外筒部材２６ａ、２６ｂの両端部には、外向きのフランジ部がそれぞれ設けられていてよい。また、第１の外筒部材２６ａの下流側Ｂの端部に設けられている上記フランジ部と、第２の外筒部材２６ｂの上流側Ａの端部に設けられている上記フランジ部とは、互いに結合されている。さらに、第１の外筒部材２６ａの上流側Ａの端部に設けられている上記フランジ部には、上流側Ａの端板３５が取り付け固定されている。また、第２の外筒部材２６ｂの下流側Ｂの端部に設けられている上記フランジ部には、下流側Ｂの端板３６が取り付け固定されている。
【００２６】
図１、図３および図４〜図８に示すように、多数本の攪拌バー３１は、支持軸２７に上流側Ａから下流側Ｂに向かって好ましくはほぼ等間隔でもって取り付け固定されている。図示の実施例においては、第１の回転軸２７ａおよび第２の回転軸２７ｂのそれぞれには、ステンレスなどの金属材料からそれぞれ構成されているのが好ましい３４本の攪拌バー３１が取り付けられている。そして、第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂのうちの、第１の位置決め部材３２および第３の位置決め部材３４がそれぞれ取り付けられている箇所では、本来取り付けられていてよい１本の攪拌バー３１の取り付けがそれぞれ省略されている。また、第２の位置決め部材３３が取り付けられている連結軸２７ｃにおいては、本来取り付けられていてよい３本の攪拌バー３１の取り付けがそれぞれ省略されている。そして、第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂのそれぞれには、図示の実施例においては、３４本の攪拌バー３１がそれぞれ取り付けられている。
【００２７】
図５〜図８に示すように、攪拌バー３１のそれぞれは、第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂの軸心に対してほぼ垂直に延在しているのが好ましい。そして、図示の実施例においては、第１の回転軸２７ａおよび第２の回転軸２７ｂのそれぞれにおいて互いに隣接している一対の攪拌バー３１が成す角度（ただし、回転軸２７ａ、２７ｂの軸心方向から見たときの角度）は、大部分では、約３°である。また、第１の回転軸２７ａおよび第２の回転軸２７ｂのそれぞれにおいて互いに隣接している一対の攪拌バー３１のピッチ（ただし、回転軸２７ａ、２７ｂの軸心方向におけるピッチ）は、大部分では、約８０ｍｍである。ただし、第１の位置決め部材３２および第２の位置決め部材３４のそれぞれを挟んで互いに隣接している一対の攪拌バー３１のそれぞれがなす角度は、上記角度の約２倍（すなわち、約６°）であり、上記互いに隣接している一対の攪拌バー３１のそれぞれのピッチは、上記ピッチの約２倍（すなわち、約１６０ｍｍ）である。
【００２８】
図５〜図８に示すように、攪拌バー３１の軸心またはその延長線は、第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂのほぼ軸心を通っているのが好ましい。そして、攪拌バー３１のそれぞれは、ほぼ直線的などに延在する棒状体（例えば、単なる棒状体）であってよく、全体としてほぼ円柱形状であるのが好ましく、その先端部は、上記円柱形状の直径とほぼ同一の直径を有しているほぼ半球形状であるのが好ましい。また、攪拌バー３１の先端部は、外筒２６の内周面との間に、実質的に間隙を有していないか、あるいは、間隙をほとんど有していないのが好ましい。なお、第１の回転軸２７ａにそれぞれ取り付けられている多数本（換言すれば、３４本）の攪拌バー３１によって、第１の攪拌バー群２９が構成されている。そして、この第１の攪拌バー群２９の多数本の攪拌バー３１の中心線（具体的には、各攪拌バー３１の長さ方向または軸心方向に延在する中心線）を順次つないだ包絡面は、ほぼ１／４回転のみのゆるやかなスパイラル形状になっている。また、第２の回転軸２７ｂにそれぞれ取り付けられている多数本（換言すれば、３４本）の攪拌バー３１によって、第２の攪拌バー群３０が構成されている。そして、この第２の攪拌バー群３０の多数本の攪拌バー３１の中心線（具体的には、各攪拌バー３１の長さ方向または軸心方向に延在する中心線）を順次つないだ包絡面は、ほぼ１／４回転のみのゆるやかなスパイラル形状になっている。
【００２９】
図１、図２および図４にそれぞれ示す第１の攪拌バー駆動機構１７と第２の攪拌バー駆動機構１８とは、基枠１２および筐体１３に対してほぼ対称的に配設されている。したがって、以下において、第１の攪拌バー駆動機構１７について詳細に説明し、第２の攪拌バー駆動機構１８についての詳細な説明は省略する。すなわち、第１の攪拌バー駆動機構１７は、主要な構成要素として、つぎの（セ）項〜（チ）項に記載のものを備えている。
（セ）基枠１２に設けられている変速ギヤ付き駆動モータ４２、
（ソ）この駆動モータ４２の出力軸４３に設けられている駆動側のスプロケット４４、
（タ）外筒２６に支持されている支持軸２７の上流側Ａの端部に設けられている従動側のスプロケット４５、および
（チ）駆動側スプロケット４４と従動側スプロケット４５との間に掛け渡されている駆動用チェーン４６。
【００３０】
図４に示すように、ホッパ１４の下端部は、外筒２６の開口部に連結されている。そして、このホッパ１４には、このホッパ１４を開閉することができかつ任意の開口量に調整することもできるシャッタ４７ａ、４７ｂが設けられている。さらに、図１、図２および図５〜図７に示すように、ガス循環機構１５は、主要な構成要素として、つぎの（ツ）項〜（ト）項に記載のものを備えている。
（ツ）送風機４８、
（テ）筐体１３の内部空間（具体的には、筐体１３の内周面と外筒２６の外周面との間の空間）５１のガスを吸い込んで送風機４８に送り込むための吸い込み側のダクト５２、および
（ト）送風機４８によって送り出されるガスを筐体１３の内部空間５１に送り込むための送り出し側のダクト５３。
【００３１】
図１、図２および図６〜図８に示すように、排気機構１６は、主要な構成要素として、つぎの（ナ）項〜（ネ）項に記載のものを備えている。
（ナ）送風機５４、
（ニ）外筒２６の内部空間５５の水蒸気、粉塵などを含むガスを吸い込んで送風機５４に送り込むための吸い込み側のダクト５６、
（ヌ）送風機５４によって送り出されるガスをサイクロン（図示せず）に送り込むための送り出し側のダクト（図示せず）、および
（ネ）上記送り出し側のダクトを通して供給されるガス中の水蒸気、粉塵などを除去するための上記サイクロン。
【００３２】
図１および図７に示すように、第１、第２および第３の加熱用バーナ機構２１〜２３のそれぞれは、気体燃料、液体燃料などを燃焼させるように構成されたバーナ５７と、このバーナ５７から送り出される高温ガスを筐体１３の内部空間５１に送り込むためのダクト５８とを備えている。なお、第１〜第３の加熱用バーナ機構２１〜２３のそれぞれのダクト５８のガス排出口は、下流側Ｂから上流側Ａを見たときの外筒２６の右側にそれぞれ位置するとともに、ほぼ上方を向いて内部空間５１の下方にそれぞれ位置している。そして、第１の加熱用バーナ機構２１のダクト５８のガス排出口は、筐体１３の内部空間５１のほぼ上流側Ａの部分に位置している。また、第２の加熱用バーナ機構２２のダクト５８のガス排出口は、筐体１３の内部空間５１の上流側Ａの部分と下流側Ｂの部分とのほぼ中間に位置している。さらに、第３の加熱用バーナ機構２３のダクト５８のガス排出口は、筐体１３の内部空間５１のほぼ下流側Ｂの部分に位置している。したがって、筐体１３の内部空間５１（換言すれば、外筒２６の外周囲付近）には、上流側Ａの部分から下流側Ｂの部分のほぼ全体にわたって、下流側Ｂから上流側Ａを見たときの反時計方向に旋回するガスの流れが生じる。
【００３３】
図示の実施例においては、図４〜図８に示すように、筐体１３の内部空間５１の長さ方向（換言すれば、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向）に対して直交する方向における断面は、ほぼ正方形状である。そして、外筒２６の内部空間５５の長さ方向に対して直交する方向における断面は、ほぼ円形状である。また、上記ほぼ正方形状の中心は、上記ほぼ円形状の中心とほぼ一致している。しかし、内部空間５１の上記断面は、ほぼ正方形である必要は必ずしもなく、ほぼ長方形状、ほぼ円形状などの別の形状であってもよい。また、内部空間５５の上記断面も、ほぼ円形状である必要は必ずしもなく、ほぼ楕円形状、ほぼ正方形状などの別の形状であってもよい。
【００３４】
ガス循環機構１５の吸い込み側のダクト５２の吸い込み口は、図１、図２および図５に示すように、筐体１３の内部空間５１を下流側Ｂから上流側Ａに向かって見たときに、上記内部空間５１の右側に位置している。そして、吸い込み側のダクト５２の上記吸い込み口は、第１の加熱用バーナ２１の少し下流側Ｂでかつ内部空間５１の上端付近において下方に向かって開口している。また、ガス循環機構１５の送り出し側のダクト５３の送り出し口は、図１、図２および図７に示すように、筐体１３の内部空間５１を下流側Ｂから上流側Ａに向かって見たときに、上記内部空間５１の左側に位置している。そして、送り出し側のダクト５３の上記送り出し口は、第３の加熱用バーナ２３の少し下流側Ｂでかつ内部空間５１の上端付近において下方に向かって開口している。したがって、第１〜第３の加熱用バーナ機構２１〜２３によって生じる上述の旋回ガスの流れは、ガス循環機構１５によってさらに助長される。また、筐体１３の内部空間５１において上流側Ａに存在しているガスを下流側Ｂに移動させることができるので、本来比較的低い上流側Ａのガスの温度と本来比較的高い下流側Ｂのガスの温度との差を比較的小さくすることができる。
【００３５】
図１、図２および図８に示すように、外筒２６の下流側Ｂの端部付近には、下方に向かって筐体１３の下方まで延在している物質排出用のパイプ６１が設けられている。そして、このパイプ６１の下端には、物質排出用コンベア機構２４の外筒６３が連結されている。なお、この外筒６３は、筐体１３の下方を背面側Ｄから正面側Ｃに向かって延在して筐体１３の前方に突出している。そして、この外筒６３には、多数回巻回された状態のスパイラル形状であるスクリュー６４が設けられている回転軸６５が、取り付け支持されている。また、回転軸６５には、駆動用モータ６６が連結されている。なお、物質攪拌機構２５の物質排出用パイプ６１の取り出し口は、物質排出用コンベア機構２４の外筒６３の一方の端部付近に連結されている。そして、外筒６３の他方の端部付近には、物質排出用コンベア機構２４の物質取り出し用パイプ６７が、下向きに開口した状態で設けられている。そして、この物質取り出し用パイプ６７には、このパイプ６７を開閉することができかつ任意の開口量に調整することもできるシャッタ６８ａ、６８ｂが設けられている。
【００３６】
２、物質乾燥装置の各部の寸法、寸法比などの数値
図１〜図８に示す物質乾燥装置１１における各部の寸法、寸法比などの数値は、つぎの（ａ）項〜（ｎ）項に記載のとおりである。
（ａ）第１の回転軸２７ａおよび第２の回転軸２７ｂのそれぞれにおいて互いに隣接している一対の攪拌バー３１が成す角度（ただし、回転軸２７ａ、２７ｂの軸心方向から見たときの角度）は、攪拌バー３１が省略されている箇所を除いて、約３°であること、
（ｂ）第１の回転軸２７ａおよび第２の回転軸２７ｂのそれぞれにおいて互いに隣接している一対の攪拌バー３１のピッチ（ただし、回転軸２７ａ、２７ｂの軸心方向におけるピッチ）は、攪拌バー３１が省略されている箇所を除いて、約８０ｍｍであること、
（ｃ）それぞれの攪拌バー３１の、第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂからの突出長さは、約５００ｍｍであること、
（ｄ）それぞれの攪拌バー３１の最大太さ（換言すれば、直径、長径、長さ方向とは直交する方向における断面の最大長さなど）は、約２５ｍｍであること、
（ｅ）上記（ｄ）項に記載の最大太さに対する上記（ｃ）項に記載の突出長さの比は、約２０であること、
（ｆ）第１および第２の攪拌バー群２９、３０のそれぞれのスパイラル形状の傾斜の度合い（換言すれば、各攪拌バー群２９、３０の多数本の攪拌バー３１の中心線を順次つないだ包絡面のスパイラル形状の傾斜の度合い）は、約１０５°であること、
（ｇ）第１および第２の攪拌バー群２９、３０のそれぞれの攪拌バー３１の本数は、３４本であること、
（ｈ）支持軸２７に取り付け支持されている攪拌バー３１の本数は、６８本であること、
（ｉ）外筒２６の内部空間５５の、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向の長さは、約６００ｃｍであること、
（ｊ）外筒２６の内部空間５５の、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向とは直交する方向に断面したときの面積は、約９，５００ｃｍ２であること、
（ｋ）筐体１３の内部空間５１の、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向の長さは、約６５０ｃｍであること、
（ｌ）筐体１３の内部空間５１の、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向とは直交する方向に断面したときの面積は、約３２，４００ｃｍ２であること、
（ｍ）上記（ｉ）項に記載の長さに対する上記（ｋ）項に記載の長さの比は、約１．１であること、および
（ｎ）上記（ｊ）項に記載の面積に対する上記（ｌ）項に記載の面積の比は、約０．２９であること。
【００３７】
上述のプラズマ還元方式の物質乾燥装置１１の各部の寸法、寸法比などの数値についての好ましい数値範囲を列挙すれば、実用性の観点から見て一般的に、つぎの（Ａ）項〜（Ｎ）項に記載のとおりである。そして、本発明が適用される物質乾燥装置１１には、これらの（Ａ）項〜（Ｎ）項に記載の構成のうちのいずれか１つの構成またはいずれか複数の構成もしくは全部の構成を備えているのが好ましい。なお、つぎの（Ａ）項〜（Ｎ）項におけるカッコ内に記載の数値範囲は、さらに好ましい数値範囲である。また、つぎの（Ａ）項〜（Ｎ）項の記載のそれぞれは、上記（ａ）項〜（ｎ）項の記載のそれぞれと順次対応している。
（Ａ）第１の回転軸２７ａおよび第２の回転軸２７ｂのそれぞれにおいて互いに隣接している一対の攪拌バー３１が成す角度（ただし、回転軸２７ａ、２７ｂの軸心方向から見たときの角度）は、攪拌バー３１が省略されている箇所を除いて、２°〜４°（２．５°〜３．５°）の範囲であること、
（Ｂ）第１の回転軸２７ａおよび第２の回転軸２７ｂのそれぞれにおいて互いに隣接している一対の攪拌バー３１のピッチ（ただし、回転軸２７ａ、２７ｂの軸心方向におけるピッチ）は、攪拌バー３１が省略されている箇所を除いて、５５〜１０５ｍｍ（６５〜９５ｍｍ）の範囲であること、
（Ｃ）それぞれの攪拌バー３１の、第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂからの突出長さは、３５０〜６５０ｍｍ（４００〜６００ｍｍ）の範囲であること、
（Ｄ）それぞれの攪拌バー３１の最大太さ（換言すれば、直径、長径、長さ方向とは直交する方向における断面の最大長さなど）は、１５〜３５ｍｍ（２０〜３０ｍｍ）の範囲であること、
（Ｅ）上記（Ｄ）項に記載の最大太さに対する上記（Ｃ）項に記載の突出長さの比は、１２〜２８（１６〜２４）の範囲であること、
（Ｆ）第１および第２の攪拌バー群２９、３０ならびにもし有ればその他の攪拌バー群のそれぞれのスパイラル形状の傾斜の度合い（換言すれば、各攪拌バー群２９、３０の多数本の攪拌バー３１の中心線を順次つないだ包絡面のスパイラル形状の傾斜の度合い）は、７０°〜１４０°（８５°〜１２５°）の範囲であること、
（Ｇ）第１および第２の攪拌バー群２９、３０ならびにもし有ればその他の攪拌バー群のそれぞれの攪拌バー３１の本数は、２２〜４６本（２８〜４０本）の範囲であること、
（Ｈ）支持軸２７に取り付け支持されている攪拌バー３１の本数は、４６〜９０本（５４〜６８本）の範囲であること、
（Ｉ）外筒２６の内部空間５５の、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向の長さは、４００〜８００ｃｍ（４８０〜７２０ｃｍ）の範囲であること、
（Ｊ）外筒２６の内部空間５５の、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向とは直交する方向に断面したときの面積は、４，５００〜１５，０００ｃｍ２（７，０００〜１２，０００ｃｍ２）の範囲であること、
（Ｋ）筐体１３の内部空間５１の、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向の長さは、４２０〜８８０ｃｍ（５２０〜７８０ｃｍ）の範囲であること、
（Ｌ）筐体１３の内部空間５１の、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向とは直交する方向に断面したときの面積は、１６，０００〜４８，０００ｃｍ２（２４，０００〜４０，０００ｃｍ２）の範囲であること、
（Ｍ）上記（Ｉ）項に記載の長さに対する上記（Ｋ）項に記載の長さの比は、０．７〜１．５（０．９〜１．３）の範囲であること、および
（Ｎ）上記（Ｊ）項に記載の面積に対する上記（Ｌ）項に記載の面積の比は、０．１５〜０．４５（０．２２〜０．３６）の範囲であること。
【００３８】
３、物質乾燥方法の構成
図１〜図８に示すプラズマ還元方式の物質乾燥装置１１を用いたプラズマ還元方式の物質乾燥方法について、つぎに説明する。
【００３９】
上記物質乾燥方法によって処理される乾燥対象物質は、例えば、本発明者らによって前記特願２０１０−１６４１５２号でもって提案された前述のプラズマ還元方式の物質処理方法によるプラズマ還元処理後の食品廃棄物であってよい。なお、上記物質処理方法によってプラズマ処理される前の食品廃棄物は、従来は廃棄処分されていた食品廃棄物であってよい。このような食品廃棄物は、具体的には、食品生産現場や食品の加工過程においてそれぞれ発生した野菜、穀物、海藻、魚貝類、肉類などであってよい。
【００４０】
まず、物質乾燥装置１１を順次運転状態にするとともに、その前後に、乾燥対象物質をホッパ１４内に投入する。なお、このように運転状態にすると、駆動モータ４２が回転駆動されるので、これらの駆動モータ４２のそれぞれ回転が、出力軸４３、駆動側スプロケット４４、駆動用チェーン４６および従動側スプロケット４５をそれぞれ介して物質攪拌機構２５の第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂにそれぞれ伝達されて、これら第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂが回転する。そして、上述のように投入された乾燥対象物質は、ホッパ１４から外筒２６の上流側Ａの端部付近に送り込まれる。この送り込まれた乾燥対象物質は、第１および第２の攪拌バー群２９、３０によって十分に攪拌されながら、第１および第２の外筒部材２６ａ、２６ｂ内を上流側Ａから下流側Ｂに向かって順次ゆっくりと移動する。この場合、第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂの回転数は、通常の状態においては、例えば約１５ｒ．ｐ．ｍ．であってよく、実用性の観点から見て一般的に、８〜２４ｒ．ｐ．ｍ．の範囲であるのが好ましく、１２〜１８ｒ．ｐ．ｍ．の範囲であるのがさらに好ましい。
【００４１】
一方、乾燥装置本体１０の筐体１３の内部空間５１には、図１および図４〜図７に示す第１〜第３の加熱用バーナ機構２１〜２３からの熱風が導入されるので、この内部空間５１は、例えば約４００℃に保持される。このために、外筒２６の内部空間５５は、外筒２６を介して加熱されるので、例えば約２００℃に保持される。そして、内部空間５１が約４００℃になると、光電効果によって、外筒２６の外周面に塗布されている耐熱塗料から遠赤外線が放射される。なお、筐体１３の内部空間５１の温度は、実用性の観点から見て一般的に、３００℃〜５００℃の範囲であるのが好ましく、３４０℃〜４６０℃の範囲であるのがさらに好ましい。また、外筒２６の内部空間５５の温度は、実用性の観点から見て一般的に、１５０℃〜２５０℃の範囲であるのが好ましく、１７０℃〜２３０℃の範囲であるのがさらに好ましい。
【００４２】
上述のとおりであるから、外筒２６の内部空間５５において十分に攪拌されながらこの内部空間５５を上流側Ａから下流側Ｂに向かってゆっくりと移動する乾燥対象物質からは、水分が水蒸気として多量に蒸発する。そして、粉塵を含むこの水蒸気は、図２および図６に示す排気機構１６の吸い込み側のダクト５６および送風機５４を通してサイクロン（図示せず）に送り込まれてから、このサイクロンによって集塵される。なお、乾燥対象物質が外筒２６の内部空間５５において十分な乾燥や十分な攪拌が行われていないことが出口付近の検査などで判明した場合には、第２の攪拌バー群３０および第１の攪拌バー群２９のうちの一方または両方の回転方向を一時的に逆転させることによって、乾燥対象物質を一時的に逆送りすることができる。そして、この逆送りのときの第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂの回転数は、前述の順送りの場合と実質的に同一であってよい。このようにすれば、乾燥対象物質の乾燥状態や攪拌状態を改良することができる。なお、外筒２６の長手状補強部材３７に取り付けられているアース線３８は、筐体１３の内部空間５１に存在している熱風などの高温気体がプラス電荷などによって帯電するのを防止するようにしている。
【００４３】
外筒２６の内部空間５５の乾燥対象物質は、ついには、物質排出用パイプ６１を介して物質排出用コンベア機構２４の外筒６３の内部空間７１に送り込まれる。そして、この内部空間７１に送り込まれた乾燥対象物質は、この内部空間７１を背面側Ｄから正面側Ｃに向かって移送される。したがって、この内部空間７１の乾燥対象物質の密度は、物質取り出し用パイプ６７付近ではかなり増大するとともに、この乾燥対象物質の温度は、７０℃〜８０℃程度に低下している。なお、乾燥対象物質の密度をさらに増大させたい場合には、物質取り出し用パイプ６７の開口の大きさをシャッタ６８ａ、６８ｂによって小さくすればよい。
【００４４】
図示の実施例に示されている物質乾燥装置１１によれば、物質排出用コンベア機構２４の物質取り出し用パイプ６７から取り出される乾燥対象物質の量は、例えば、１時間当たり１．５トンであった。また、ホッパ１４から投入された乾燥対象物質が物質排出用パイプ６７から取り出されるまでの平均時間は、通常の場合には、２０〜３０分間であった。さらに、ホッパ１４に投入される乾燥処理前の乾燥対象物質の含水量が約５０重量％の場合には、物質排出用パイプ６７から取り出される乾燥処理後の乾燥対象物質の含水量は、通常の場合には、約１３〜約１５重量％であった。なお、物質排出用パイプ６７から取り出された乾燥処理後の乾燥対象物質は、そのままの状態でもって牛の餌（換言すれば、飼料）にすることができる。
【００４５】
上述のように乾燥対象物質が物質排出用コンベア機構２４によって密度を高められるとともに温度低下していることによって、この乾燥対象物質には摩擦が生じるので、プラズマがこの乾燥対象物質に発生する。このために、乾燥対象物質には上記プラズマによってエネルギが与えられるので、この乾燥対象物質に含まれているアミノ酸がアミノ基とカルボキシル基とに分離するとともに、このように分離したアミノ基およびカルボキシル基によって別のアミノ酸が合成される。同様に、タンパク質についても、アミノ酸Ａとアミノ酸Ｂとが結合して、Ａ−Ｂという構造の別のタンパク質が形成される。
【００４６】
この場合に発生するプラズマは、非熱平衡プラズマとも呼称されるものである。この非熱平衡プラズマは、その電子温度が数万度程度でかつそのガス温度が常温である反応性プラズマの一種であって、電子とイオンと気体分子との間に熱平衡が成立していない状態のプラズマである。そして、この非熱平衡プラズマは、反応温度や圧力とは無関係に化学反応を引き起こさせるために、従来の熱化学的な方法では不可能な化学反応を実現させることができるものである。また、上記プラズマは、
【数１】
の状態にあって、気体温度が室温とあまり変わらない低温であるから、低温プラズマとも呼ばれる。
【００４７】
物質排出用コンベア機構２４において行われる上述のようなプラズマ還元は、外筒２６の内部空間５５においても、大なり小なり行われる。この場合には、前述のように、外筒２６の外周面に塗布されている耐熱塗料から放射される遠赤外線も、プラズマ還元が行われることに寄与することができる。
【００４８】
以上において、本発明の一実施例について詳細に説明したが、本発明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に基づいて各種の変更および修正が可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１１ プラズマ還元方式の物質乾燥装置
１３ 筐体（加熱槽、ケーシング）
１５ ガス循環機構
１７ 第１の攪拌バー駆動機構（第１の回転駆動手段）
１８ 第２の攪拌バー駆動機構（第２の回転駆動手段）
２１ 第１の加熱用バーナ機構（加熱手段）
２２ 第２の加熱用バーナ機構（加熱手段）
２３ 第３の加熱用バーナ機構（加熱手段）
２４ リードスクリュー式の物質排出用コンベア機構
２５ 物質攪拌機構
２６ 長手状外筒
２７ 支持軸
２７ａ 第１の回転軸（第１のバー取り付け軸）
２７ｂ 第２の回転軸（第２のバー取り付け軸）
２９ 第１の攪拌バー群
３０ 第２の攪拌バー群
３１ 棒状攪拌バー
５１ 内部空間（ほぼリング状の加熱用空間）
５２ 吸い込み側のダクト（吸い込み口）
５３ 送り出し側のダクト（送り出し口）
６１ 物質排出用のパイプ（物質排出口）
６７ 物質取り出し用パイプ（物質取り出し口）
Ａ 上流側
Ｂ 下流側
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥すべき物質（以下、「乾燥対象物質」という。）を攪拌することができる物質攪拌機構と、上記物質攪拌機構によって攪拌される乾燥対象物質を加熱することができる加熱手段とを備えている物質乾燥装置に関するものである。また、本発明は、このような物質乾燥装置を用いて乾燥対象物質を乾燥処理するように構成した物質乾燥方法にも関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明者らは、特願２０１０−１６４１５２号でもって、プラズマ還元方式による物質処理装置およびプラズマ還元方式による物質処理方法を先に提案した。そして、上記物質処理の装置および方法によれば、食品生産現場や食品加工過程においてそれぞれ発生した野菜、穀物、海藻、魚貝類、肉類などの食品廃棄物をプラズマ還元処理することができる。また、このプラズマ還元処理後の食品廃棄物は、水分が比較的多いので、そのままの状態でもって豚の餌などにすることができる。しかし、上述のプラズマ還元処理後の食品廃棄物は、水分が比較的多いために、そのままの状態でもって牛の餌などにすることはできない。
【０００３】
一方、特許文献１には、食品工場で廃棄される賞味期限切れの牛乳、豆腐などの不良品の汚泥などの攪拌乾燥処理を行うための物質乾燥装置が開示されている。そして、特許文献１の物質乾燥装置は、横型筒状のドラムと、このドラムに横向きに支持されている回転軸と、この回転軸に設けられている多数個の支持アームとを備えている。そして、上記横型筒状のドラムの上部中央付近には、食品汚泥を投入するための汚泥投入口が設けられている。また、上記横型筒状のドラムの下部中央付近には、攪拌乾燥された乾燥物を取り出すための取り出し口が設けられている。したがって、特許文献１の物質乾燥装置は、食品汚泥などの乾燥処理物質をバッチ処理するように構成されている。さらに、上記多数個の支持アームのそれぞれの先端部には、内側攪拌羽根または外側攪拌羽根が設けられている。そして、上記横型筒状のドラム内には、熱風が直接に供給されるので、乾燥対象物質はこの熱風によって直接に加熱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１７２５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されている物質乾燥装置および物質乾燥方法においては、乾燥対象物質をバッチ処理するようにしている。このために、乾燥対象物質の乾燥処理を流れ作業的に連続処理することができないので、乾燥対象物質を短時間のうちに大量に乾燥処理することができない。
【０００６】
また、特許文献１の装置および方法においては、横型筒状のドラム内に熱風が直接に供給される。このために、乾燥対象物質が熱風によって直接に加熱されるので、横型筒状のドラム内の乾燥対象物質の温度管理を正確に行うのが難しい。
【０００７】
また、特許文献１の装置および方法においては、乾燥対象物質を攪拌するための攪拌手段が、回転軸に設けられている多数個の支持アームのそれぞれの先端部にそれぞれ設けられている内側または外側の攪拌羽根によって構成されている。このために、攪拌手段は、乾燥対象物質を単に攪拌する機能を備えているにしかすぎず、また、攪拌羽根に比較的大きな負荷が加わったときに、攪拌羽根が破損しやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、その第１の観点においては、乾燥対象物質を攪拌しつつ移送することができる物質攪拌機構と、上記物質攪拌機構によって攪拌されつつ移送される乾燥対象物質を加熱することができる加熱槽とを備え、上記物質攪拌機構が、長さ方向の一端部側に物質供給口を有するとともに長さ方向の他端側に物質排出口を有する長手状の外筒と、この長手状外筒の長さ方向に延在するようにこの長手状外筒の内部空間に回転可能に配されている少なくとも１つの回転軸と、この少なくとも１つの回転軸に設けられている少なくとも１つの攪拌バー群とを備え、上記長手状外筒のうちの少なくとも中間部分が、上記加熱槽の内部空間に収容され、上記攪拌バー群が、上記回転軸の軸心方向に沿って上記回転軸に間欠的に配設されている多数本の棒状攪拌バーによって構成され、上記多数本の棒状攪拌バーの軸心方向にそれぞれ延在する多数本の中心線を順次つないだ包絡面がほぼスパイラル形状になっていることを特徴とする物質乾燥装置に係るものである。この場合、上記長手状外筒の上流側の端部および下流側の端部のうちの少なくとも一方が、上記加熱槽から外部に向かって突設されていてもよい。
【０００９】
そして、本発明の上記第１の観点の第１の態様においては、上記長手状外筒の全体が上記加熱槽の上記内部空間に収容されているのが好ましい。また、本発明の上記第１の観点の第２の態様においては、上記少なくとも１つの回転軸が、１本の支持軸を構成するように直接または間接的に互いに連結されている第１および第２の回転軸を備え、上記少なくとも１つの攪拌バー群が、これら第１および第２の回転軸にそれぞれ設けられている第１および第２の攪拌バー群を備えているのが好ましい。この場合、回転軸および攪拌バー群のそれぞれが３つまたはそれよりも多くてもよい。
【００１０】
そして、本発明の上記第１の観点の第３の態様においては、上記第１の回転軸を回転駆動させることができる第１の回転駆動手段と、上記第２の回転軸を回転駆動させることができる第２の回転駆動手段とを備え、上記第１および第２の回転駆動手段のうちの少なくとも一方が、上記第１および第２の回転軸のうちの少なくとも一方を正回転駆動および逆回転駆動させることができるように構成されているのが好ましい。この場合、上記第１および第２の回転駆動手段は、モータなどの駆動源は互いに共通であって、このモータなどの駆動源から第１および第２の回転軸に至る駆動力伝達手段のうちの一部または全部が互いに相違していてもよい。また、回転駆動手段および回転軸のそれぞれが３つまたはそれよりも多くてもよい。
【００１１】
そして、本発明の上記第１の観点の第４の態様においては、上記回転軸の軸心方向にほぼ沿って長手状に延在している上記軸心方向から見てほぼリング状の加熱用空間が、上記加熱槽と上記長手状外筒との間に設けられ、上記リング状加熱用空間に熱風を吹き込むことができる複数個の加熱手段が、上記加熱用空間の上流側から下流側にかけて順次配設され、上記複数個の加熱手段のそれぞれの熱風吹き込み方向が、下流側から上流側を見たときに、上記リング状加熱用空間を同方向に旋回するガスの流れを生じさせる方向であるのが好ましい。この場合、上記加熱槽が、上記リング状加熱用空間の上流側および下流側のうちのいずれか一方の側のガスを吸い込むことができる吸い込み口を有するガス循環機構を備え、上記ガス循環機構が、上記吸い込んだガスを上記リング状加熱用空間の下流側および上流側のうちの他方に送り出すことができる送り出し口をさらに有し、上記ガス吸い込みの方向と上記ガス送り出しの方向とのそれぞれが、上記旋回ガスの上記流れを助長する方向であるのがさらに好ましい。
【００１２】
そして、本発明の上記第１の観点の第５の態様においては、上記物質排出口から排出される上記乾燥対象物質が供給されることができるリードスクリュー式のコンベア機構が、上記加熱槽に付属されて、この加熱槽と直接または間接的に一体的に設けられ、上記物質排出口から排出される上記乾燥対象物質が、上記コンベア機構によって、このコンベア機構の物質取り出し口まで移送されるように構成されているのが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明においては、その第２の観点においては、上記第１の観点における物質乾燥装置を用いて乾燥対象物質を乾燥処理するように構成したことを特徴とする物質乾燥方法に係るものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、食品廃棄物をプラズマ還元処理することによって得られるプラズマ還元処理済みの食品廃棄物などの乾燥対象物質を、流れ作業的に連続処理することができるので、乾燥対象物質を比較的短時間のうちに比較的大量に乾燥処理することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、乾燥対象物質を長手状外筒を介して間接的に加熱するようにしたので、外筒の内部空間の乾燥対象物質の温度管理を比較的正確に行うことができ、また、外筒の内部空間の乾燥対象物質を多数本の棒状攪拌バーによって攪拌しつつ上流側から下流側に移送することができるので、乾燥対象物質を比較的効率良く乾燥処理することができる。そして、多数本の攪拌バーは、それぞれ棒状であるので、乾燥対象物質の攪拌および移送を比較的良好に行うことができるにもかかわらず、攪拌バーが破損するおそれが比較的少ない。
【００１６】
また、請求項３に係る発明によれば、第１および第２の回転軸のそれぞれの回転数を互いに変更させることができるので、乾燥対象物の攪拌状態および移送状態にそれぞれ対応させて、乾燥対象物質の攪拌および移送をさらに良好に行うことが可能である。さらに、請求項４に係る発明によれば、第１および第２の回転軸のうちの少なくとも一方を一時的に逆転させることなどによって、乾燥対象物質の攪拌および移送をきわめて良好に行うことが可能である。
【００１７】
また、請求項５に係る発明によれば、外筒内の乾燥対象物質の高温での温度管理を効率良く行うことができる。さらに、請求項６に係る発明によれば、上述のような温度管理をさらに効率良く行うことができる。
【００１８】
また、請求項７に係る発明によれば、乾燥対象物質を加圧状態で移送しつつ取り出すことができるので、この移送時に乾燥対象物質を多少ともプラズマ還元処理することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例によるプラズマ還元方式の物質乾燥装置の概略的な正面図である。（実施例１）
【図２】図１に示す物質乾燥装置の概略的な斜視図である。（実施例１）
【図３】図１に示す物質攪拌機構の攪拌バー機構の概略的な斜視図である。（実施例１）
【図４】図１の１−１線に沿った拡大断面図である。（実施例１）
【図５】図１の２−２線に沿った拡大断面図である。（実施例１）
【図６】図１の３−３線に沿った拡大断面図である。（実施例１）
【図７】図１の４−４線に沿った拡大断面図である。（実施例１）
【図８】図１の５−５線に沿った拡大断面図である。（実施例１）
【発明を実施するための形態】
【００２０】
つぎに、本発明の一実施例によるプラズマ還元方式の物質乾燥装置と、この物質乾燥装置を用いたプラズマ還元方式の物質乾燥方法とを、「１、物質乾燥装置の構成」、「２、物質乾燥装置の各部の寸法、寸法比などの数値」および「３、物質乾燥方法の構成」に項分けして、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
１、物質乾燥装置の構成
図１〜図８に示すプラズマ還元方式の物質乾燥装置１１は、主要な構成要素として、つぎの（ア）項〜（ケ）項に記載のものを備えている。
（ア）他の構成要素が直接または間接的に支持されている筐体支持手段としての基枠１２、
（イ）基枠１２に支持されている加熱槽またはケーシングとしての筐体１３を備えている乾燥装置本体１０、
（ウ）筐体１３の上方に設けられているホッパ１４、
（エ）筐体１３の上方に設けられているガス循環機構１５、
（オ）筐体１３の上方に設けられている排気機構１６、
（カ）基枠１２および筐体１３の上流側Ａの端部付近に設けられている第１の攪拌バー駆動機構１７、
（キ）基枠１２および筐体１３の下流側Ｂの端部付近に設けられている第２の攪拌バー駆動機構１８、
（ク）筐体１３の下方に上流側Ａから下流側Ｂに向かって順次設けられているそれぞれ加熱手段としての第１、第２および第３の加熱用バーナ機構２１、２２、２３、および
（ケ）筐体１３の下流側Ｂの端部付近の下方に設けられているリードスクリュー式の物質排出用コンベア機構２４。
【００２２】
図１〜図８に示す筐体１３は、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向にほぼ沿って長手状のほぼ直方体形状などに構成されていてよい。そして、乾燥装置本体１０は、主要な構成要素として、上記筐体１３と物質攪拌機構２５とを備えている。また、この物質攪拌機構２５は、主要な構成要素として、つぎの（コ）項〜（ス）項に記載のものを備えている。
（コ）基枠１２に取り付け支持されているほぼ円筒形状などのほぼ筒形状で長手状の外筒２６、
（サ）外筒２６の上流側Ａから下流側Ｂに向かって外筒２６の両端部を貫通しかつこの外筒２６に対してほぼ同心状に延在している支持軸２７、
（シ）支持軸２７に取り付け支持されている多数本の攪拌バー３１、および
（ス）支持軸２７に上流側Ａから下流側Ｂに向かって順次連結されているそれぞれ位置決め手段としての第１、第２および第３の位置決め部材３２、３３、３４。
【００２３】
図１および図３に示すように、支持軸２７は、上流側Ａを延在している第１のバー取り付け軸としての第１の回転軸２７ａと、下流側Ｂを延在している第２のバー取り付け軸としての第２の回転軸２７ｂと、第１の回転軸２７ａと第２の回転軸２７ｂとを連結している連結手段としての連結軸２７ｃとを備えている。なお、連結軸２７ｃは、それ自体は、回転可能であってもよいし、回転不能であってもよい。そして、連結軸２７ｃは、第１の回転軸２７ａと第２の回転軸２７ｂとが個別に回転可能なように、第１の回転軸２７ａの下流側Ｂの端部と第２の回転軸２７ｂの上流側Ａの端部とにそれぞれ連結されていればよい。したがって、連結軸２７ｃは、第１の回転軸２７ａの下流側Ｂの端部に対して軸受け手段として機能するとともに、第２の回転軸２７ｂの上流側Ａの端部に対しても軸受け手段として機能する。
【００２４】
図１および図３に示すように、第１、第２および第３の位置決め部材３２〜３４のそれぞれは、ほぼＸ字形状などの任意の形状であってよく、好ましくは複数本の腕部を備えている。そして、これらの腕部の先端部は、外筒２６にねじ止めなどによって取り付け固定されている。また、図４〜図８に示すように、外筒２６の外周面には、Ｈ型鋼などから成る長手状補強部材３７が好ましくは複数本取り付けられている。なお、これらの長手状補強部材３７は、支持軸２７に対してほぼ平行に延在しているのが好ましい。また、これらの補強部材３７には、支持軸２７に対してほぼ平行に延在しているアース線３８がそれぞれ取り付けられている。そして、これらのアース線３８の取り付けおよび絶縁は、これらのアース線３８のそれぞれに対して複数個の絶縁用ガイシ４１によって行われる。
【００２５】
図１および図４〜図８に示すように、外筒２６は、上流側Ａを延在している第１の外筒部材２６ａと、下流側Ｂを延在している第２の外筒部材２６ｂとを備えていてよい。そして、これら第１および第２の外筒部材２６ａ、２６ｂの両端部には、外向きのフランジ部がそれぞれ設けられていてよい。また、第１の外筒部材２６ａの下流側Ｂの端部に設けられている上記フランジ部と、第２の外筒部材２６ｂの上流側Ａの端部に設けられている上記フランジ部とは、互いに結合されている。さらに、第１の外筒部材２６ａの上流側Ａの端部に設けられている上記フランジ部には、上流側Ａの端板３５が取り付け固定されている。また、第２の外筒部材２６ｂの下流側Ｂの端部に設けられている上記フランジ部には、下流側Ｂの端板３６が取り付け固定されている。
【００２６】
図１、図３および図４〜図８に示すように、多数本の攪拌バー３１は、支持軸２７に上流側Ａから下流側Ｂに向かって好ましくはほぼ等間隔でもって取り付け固定されている。図示の実施例においては、第１の回転軸２７ａおよび第２の回転軸２７ｂのそれぞれには、ステンレスなどの金属材料からそれぞれ構成されているのが好ましい３４本の攪拌バー３１が取り付けられている。そして、第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂのうちの、第１の位置決め部材３２および第３の位置決め部材３４がそれぞれ取り付けられている箇所では、本来取り付けられていてよい１本の攪拌バー３１の取り付けがそれぞれ省略されている。また、第２の位置決め部材３３が取り付けられている連結軸２７ｃにおいては、本来取り付けられていてよい３本の攪拌バー３１の取り付けがそれぞれ省略されている。そして、第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂのそれぞれには、図示の実施例においては、３４本の攪拌バー３１がそれぞれ取り付けられている。
【００２７】
図５〜図８に示すように、攪拌バー３１のそれぞれは、第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂの軸心に対してほぼ垂直に延在しているのが好ましい。そして、図示の実施例においては、第１の回転軸２７ａおよび第２の回転軸２７ｂのそれぞれにおいて互いに隣接している一対の攪拌バー３１が成す角度（ただし、回転軸２７ａ、２７ｂの軸心方向から見たときの角度）は、大部分では、約３°である。また、第１の回転軸２７ａおよび第２の回転軸２７ｂのそれぞれにおいて互いに隣接している一対の攪拌バー３１のピッチ（ただし、回転軸２７ａ、２７ｂの軸心方向におけるピッチ）は、大部分では、約８０ｍｍである。ただし、第１の位置決め部材３２および第２の位置決め部材３４のそれぞれを挟んで互いに隣接している一対の攪拌バー３１のそれぞれがなす角度は、上記角度の約２倍（すなわち、約６°）であり、上記互いに隣接している一対の攪拌バー３１のそれぞれのピッチは、上記ピッチの約２倍（すなわち、約１６０ｍｍ）である。
【００２８】
図５〜図８に示すように、攪拌バー３１の軸心またはその延長線は、第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂのほぼ軸心を通っているのが好ましい。そして、攪拌バー３１のそれぞれは、ほぼ直線的などに延在する棒状体（例えば、単なる棒状体）であってよく、全体としてほぼ円柱形状であるのが好ましく、その先端部は、上記円柱形状の直径とほぼ同一の直径を有しているほぼ半球形状であるのが好ましい。また、攪拌バー３１の先端部は、外筒２６の内周面との間に、実質的に間隙を有していないか、あるいは、間隙をほとんど有していないのが好ましい。なお、第１の回転軸２７ａにそれぞれ取り付けられている多数本（換言すれば、３４本）の攪拌バー３１によって、第１の攪拌バー群２９が構成されている。そして、この第１の攪拌バー群２９の多数本の攪拌バー３１の中心線（具体的には、各攪拌バー３１の長さ方向または軸心方向に延在する中心線）を順次つないだ包絡面は、ほぼ１／４回転のみのゆるやかなスパイラル形状になっている。また、第２の回転軸２７ｂにそれぞれ取り付けられている多数本（換言すれば、３４本）の攪拌バー３１によって、第２の攪拌バー群３０が構成されている。そして、この第２の攪拌バー群３０の多数本の攪拌バー３１の中心線（具体的には、各攪拌バー３１の長さ方向または軸心方向に延在する中心線）を順次つないだ包絡面は、ほぼ１／４回転のみのゆるやかなスパイラル形状になっている。
【００２９】
図１、図２および図４にそれぞれ示す第１の攪拌バー駆動機構１７と第２の攪拌バー駆動機構１８とは、基枠１２および筐体１３に対してほぼ対称的に配設されている。したがって、以下において、第１の攪拌バー駆動機構１７について詳細に説明し、第２の攪拌バー駆動機構１８についての詳細な説明は省略する。すなわち、第１の攪拌バー駆動機構１７は、主要な構成要素として、つぎの（セ）項〜（チ）項に記載のものを備えている。
（セ）基枠１２に設けられている変速ギヤ付き駆動モータ４２、
（ソ）この駆動モータ４２の出力軸４３に設けられている駆動側のスプロケット４４、
（タ）外筒２６に支持されている支持軸２７の上流側Ａの端部に設けられている従動側のスプロケット４５、および
（チ）駆動側スプロケット４４と従動側スプロケット４５との間に掛け渡されている駆動用チェーン４６。
【００３０】
図４に示すように、ホッパ１４の下端部は、外筒２６の開口部に連結されている。そして、このホッパ１４には、このホッパ１４を開閉することができかつ任意の開口量に調整することもできるシャッタ４７ａ、４７ｂが設けられている。さらに、図１、図２および図５〜図７に示すように、ガス循環機構１５は、主要な構成要素として、つぎの（ツ）項〜（ト）項に記載のものを備えている。
（ツ）送風機４８、
（テ）筐体１３の内部空間（具体的には、筐体１３の内周面と外筒２６の外周面との間の空間）５１のガスを吸い込んで送風機４８に送り込むための吸い込み側のダクト５２、および
（ト）送風機４８によって送り出されるガスを筐体１３の内部空間５１に送り込むための送り出し側のダクト５３。
【００３１】
図１、図２および図６〜図８に示すように、排気機構１６は、主要な構成要素として、つぎの（ナ）項〜（ネ）項に記載のものを備えている。
（ナ）送風機５４、
（ニ）外筒２６の内部空間５５の水蒸気、粉塵などを含むガスを吸い込んで送風機５４に送り込むための吸い込み側のダクト５６、
（ヌ）送風機５４によって送り出されるガスをサイクロン（図示せず）に送り込むための送り出し側のダクト（図示せず）、および
（ネ）上記送り出し側のダクトを通して供給されるガス中の水蒸気、粉塵などを除去するための上記サイクロン。
【００３２】
図１および図７に示すように、第１、第２および第３の加熱用バーナ機構２１〜２３のそれぞれは、気体燃料、液体燃料などを燃焼させるように構成されたバーナ５７と、このバーナ５７から送り出される高温ガスを筐体１３の内部空間５１に送り込むためのダクト５８とを備えている。なお、第１〜第３の加熱用バーナ機構２１〜２３のそれぞれのダクト５８のガス排出口は、下流側Ｂから上流側Ａを見たときの外筒２６の右側にそれぞれ位置するとともに、ほぼ上方を向いて内部空間５１の下方にそれぞれ位置している。そして、第１の加熱用バーナ機構２１のダクト５８のガス排出口は、筐体１３の内部空間５１のほぼ上流側Ａの部分に位置している。また、第２の加熱用バーナ機構２２のダクト５８のガス排出口は、筐体１３の内部空間５１の上流側Ａの部分と下流側Ｂの部分とのほぼ中間に位置している。さらに、第３の加熱用バーナ機構２３のダクト５８のガス排出口は、筐体１３の内部空間５１のほぼ下流側Ｂの部分に位置している。したがって、筐体１３の内部空間５１（換言すれば、外筒２６の外周囲付近）には、上流側Ａの部分から下流側Ｂの部分のほぼ全体にわたって、下流側Ｂから上流側Ａを見たときの反時計方向に旋回するガスの流れが生じる。
【００３３】
図示の実施例においては、図４〜図８に示すように、筐体１３の内部空間５１の長さ方向（換言すれば、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向）に対して直交する方向における断面は、ほぼ正方形状である。そして、外筒２６の内部空間５５の長さ方向に対して直交する方向における断面は、ほぼ円形状である。また、上記ほぼ正方形状の中心は、上記ほぼ円形状の中心とほぼ一致している。しかし、内部空間５１の上記断面は、ほぼ正方形である必要は必ずしもなく、ほぼ長方形状、ほぼ円形状などの別の形状であってもよい。また、内部空間５５の上記断面も、ほぼ円形状である必要は必ずしもなく、ほぼ楕円形状、ほぼ正方形状などの別の形状であってもよい。
【００３４】
ガス循環機構１５の吸い込み側のダクト５２の吸い込み口は、図１、図２および図５に示すように、筐体１３の内部空間５１を下流側Ｂから上流側Ａに向かって見たときに、上記内部空間５１の右側に位置している。そして、吸い込み側のダクト５２の上記吸い込み口は、第１の加熱用バーナ２１の少し下流側Ｂでかつ内部空間５１の上端付近において下方に向かって開口している。また、ガス循環機構１５の送り出し側のダクト５３の送り出し口は、図１、図２および図７に示すように、筐体１３の内部空間５１を下流側Ｂから上流側Ａに向かって見たときに、上記内部空間５１の左側に位置している。そして、送り出し側のダクト５３の上記送り出し口は、第３の加熱用バーナ２３の少し下流側Ｂでかつ内部空間５１の上端付近において下方に向かって開口している。したがって、第１〜第３の加熱用バーナ機構２１〜２３によって生じる上述の旋回ガスの流れは、ガス循環機構１５によってさらに助長される。また、筐体１３の内部空間５１において上流側Ａに存在しているガスを下流側Ｂに移動させることができるので、本来比較的低い上流側Ａのガスの温度と本来比較的高い下流側Ｂのガスの温度との差を比較的小さくすることができる。
【００３５】
図１、図２および図８に示すように、外筒２６の下流側Ｂの端部付近には、下方に向かって筐体１３の下方まで延在している物質排出用のパイプ６１が設けられている。そして、このパイプ６１の下端には、物質排出用コンベア機構２４の外筒６３が連結されている。なお、この外筒６３は、筐体１３の下方を背面側Ｄから正面側Ｃに向かって延在して筐体１３の前方に突出している。そして、この外筒６３には、多数回巻回された状態のスパイラル形状であるスクリュー６４が設けられている回転軸６５が、取り付け支持されている。また、回転軸６５には、駆動用モータ６６が連結されている。なお、物質攪拌機構２５の物質排出用パイプ６１の取り出し口は、物質排出用コンベア機構２４の外筒６３の一方の端部付近に連結されている。そして、外筒６３の他方の端部付近には、物質排出用コンベア機構２４の物質取り出し用パイプ６７が、下向きに開口した状態で設けられている。そして、この物質取り出し用パイプ６７には、このパイプ６７を開閉することができかつ任意の開口量に調整することもできるシャッタ６８ａ、６８ｂが設けられている。
【００３６】
２、物質乾燥装置の各部の寸法、寸法比などの数値
図１〜図８に示す物質乾燥装置１１における各部の寸法、寸法比などの数値は、つぎの（ａ）項〜（ｎ）項に記載のとおりである。
（ａ）第１の回転軸２７ａおよび第２の回転軸２７ｂのそれぞれにおいて互いに隣接している一対の攪拌バー３１が成す角度（ただし、回転軸２７ａ、２７ｂの軸心方向から見たときの角度）は、攪拌バー３１が省略されている箇所を除いて、約３°であること、
（ｂ）第１の回転軸２７ａおよび第２の回転軸２７ｂのそれぞれにおいて互いに隣接している一対の攪拌バー３１のピッチ（ただし、回転軸２７ａ、２７ｂの軸心方向におけるピッチ）は、攪拌バー３１が省略されている箇所を除いて、約８０ｍｍであること、
（ｃ）それぞれの攪拌バー３１の、第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂからの突出長さは、約５００ｍｍであること、
（ｄ）それぞれの攪拌バー３１の最大太さ（換言すれば、直径、長径、長さ方向とは直交する方向における断面の最大長さなど）は、約２５ｍｍであること、
（ｅ）上記（ｄ）項に記載の最大太さに対する上記（ｃ）項に記載の突出長さの比は、約２０であること、
（ｆ）第１および第２の攪拌バー群２９、３０のそれぞれのスパイラル形状の傾斜の度合い（換言すれば、各攪拌バー群２９、３０の多数本の攪拌バー３１の中心線を順次つないだ包絡面のスパイラル形状の傾斜の度合い）は、約１０５°であること、
（ｇ）第１および第２の攪拌バー群２９、３０のそれぞれの攪拌バー３１の本数は、３４本であること、
（ｈ）支持軸２７に取り付け支持されている攪拌バー３１の本数は、６８本であること、
（ｉ）外筒２６の内部空間５５の、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向の長さは、約６００ｃｍであること、
（ｊ）外筒２６の内部空間５５の、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向とは直交する方向に断面したときの面積は、約９，５００ｃｍ２であること、
（ｋ）筐体１３の内部空間５１の、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向の長さは、約６５０ｃｍであること、
（ｌ）筐体１３の内部空間５１の、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向とは直交する方向に断面したときの面積は、約３２，４００ｃｍ２であること、
（ｍ）上記（ｉ）項に記載の長さに対する上記（ｋ）項に記載の長さの比は、約１．１であること、および
（ｎ）上記（ｊ）項に記載の面積に対する上記（ｌ）項に記載の面積の比は、約０．２９であること。
【００３７】
上述のプラズマ還元方式の物質乾燥装置１１の各部の寸法、寸法比などの数値についての好ましい数値範囲を列挙すれば、実用性の観点から見て一般的に、つぎの（Ａ）項〜（Ｎ）項に記載のとおりである。そして、本発明が適用される物質乾燥装置１１には、これらの（Ａ）項〜（Ｎ）項に記載の構成のうちのいずれか１つの構成またはいずれか複数の構成もしくは全部の構成を備えているのが好ましい。なお、つぎの（Ａ）項〜（Ｎ）項におけるカッコ内に記載の数値範囲は、さらに好ましい数値範囲である。また、つぎの（Ａ）項〜（Ｎ）項の記載のそれぞれは、上記（ａ）項〜（ｎ）項の記載のそれぞれと順次対応している。
（Ａ）第１の回転軸２７ａおよび第２の回転軸２７ｂのそれぞれにおいて互いに隣接している一対の攪拌バー３１が成す角度（ただし、回転軸２７ａ、２７ｂの軸心方向から見たときの角度）は、攪拌バー３１が省略されている箇所を除いて、２°〜４°（２．５°〜３．５°）の範囲であること、
（Ｂ）第１の回転軸２７ａおよび第２の回転軸２７ｂのそれぞれにおいて互いに隣接している一対の攪拌バー３１のピッチ（ただし、回転軸２７ａ、２７ｂの軸心方向におけるピッチ）は、攪拌バー３１が省略されている箇所を除いて、５５〜１０５ｍｍ（６５〜９５ｍｍ）の範囲であること、
（Ｃ）それぞれの攪拌バー３１の、第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂからの突出長さは、３５０〜６５０ｍｍ（４００〜６００ｍｍ）の範囲であること、
（Ｄ）それぞれの攪拌バー３１の最大太さ（換言すれば、直径、長径、長さ方向とは直交する方向における断面の最大長さなど）は、１５〜３５ｍｍ（２０〜３０ｍｍ）の範囲であること、
（Ｅ）上記（Ｄ）項に記載の最大太さに対する上記（Ｃ）項に記載の突出長さの比は、１２〜２８（１６〜２４）の範囲であること、
（Ｆ）第１および第２の攪拌バー群２９、３０ならびにもし有ればその他の攪拌バー群のそれぞれのスパイラル形状の傾斜の度合い（換言すれば、各攪拌バー群２９、３０の多数本の攪拌バー３１の中心線を順次つないだ包絡面のスパイラル形状の傾斜の度合い）は、７０°〜１４０°（８５°〜１２５°）の範囲であること、
（Ｇ）第１および第２の攪拌バー群２９、３０ならびにもし有ればその他の攪拌バー群のそれぞれの攪拌バー３１の本数は、２２〜４６本（２８〜４０本）の範囲であること、
（Ｈ）支持軸２７に取り付け支持されている攪拌バー３１の本数は、４６〜９０本（５４〜６８本）の範囲であること、
（Ｉ）外筒２６の内部空間５５の、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向の長さは、４００〜８００ｃｍ（４８０〜７２０ｃｍ）の範囲であること、
（Ｊ）外筒２６の内部空間５５の、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向とは直交する方向に断面したときの面積は、４，５００〜１５，０００ｃｍ２（７，０００〜１２，０００ｃｍ２）の範囲であること、
（Ｋ）筐体１３の内部空間５１の、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向の長さは、４２０〜８８０ｃｍ（５２０〜７８０ｃｍ）の範囲であること、
（Ｌ）筐体１３の内部空間５１の、上流側Ａから下流側Ｂに向かう方向とは直交する方向に断面したときの面積は、１６，０００〜４８，０００ｃｍ２（２４，０００〜４０，０００ｃｍ２）の範囲であること、
（Ｍ）上記（Ｉ）項に記載の長さに対する上記（Ｋ）項に記載の長さの比は、０．７〜１．５（０．９〜１．３）の範囲であること、および
（Ｎ）上記（Ｊ）項に記載の面積に対する上記（Ｌ）項に記載の面積の比は、０．１５〜０．４５（０．２２〜０．３６）の範囲であること。
【００３８】
３、物質乾燥方法の構成
図１〜図８に示すプラズマ還元方式の物質乾燥装置１１を用いたプラズマ還元方式の物質乾燥方法について、つぎに説明する。
【００３９】
上記物質乾燥方法によって処理される乾燥対象物質は、例えば、本発明者らによって前記特願２０１０−１６４１５２号でもって提案された前述のプラズマ還元方式の物質処理方法によるプラズマ還元処理後の食品廃棄物であってよい。なお、上記物質処理方法によってプラズマ処理される前の食品廃棄物は、従来は廃棄処分されていた食品廃棄物であってよい。このような食品廃棄物は、具体的には、食品生産現場や食品の加工過程においてそれぞれ発生した野菜、穀物、海藻、魚貝類、肉類などであってよい。
【００４０】
まず、物質乾燥装置１１を順次運転状態にするとともに、その前後に、乾燥対象物質をホッパ１４内に投入する。なお、このように運転状態にすると、駆動モータ４２が回転駆動されるので、これらの駆動モータ４２のそれぞれ回転が、出力軸４３、駆動側スプロケット４４、駆動用チェーン４６および従動側スプロケット４５をそれぞれ介して物質攪拌機構２５の第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂにそれぞれ伝達されて、これら第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂが回転する。そして、上述のように投入された乾燥対象物質は、ホッパ１４から外筒２６の上流側Ａの端部付近に送り込まれる。この送り込まれた乾燥対象物質は、第１および第２の攪拌バー群２９、３０によって十分に攪拌されながら、第１および第２の外筒部材２６ａ、２６ｂ内を上流側Ａから下流側Ｂに向かって順次ゆっくりと移動する。この場合、第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂの回転数は、通常の状態においては、例えば約１５ｒ．ｐ．ｍ．であってよく、実用性の観点から見て一般的に、８〜２４ｒ．ｐ．ｍ．の範囲であるのが好ましく、１２〜１８ｒ．ｐ．ｍ．の範囲であるのがさらに好ましい。
【００４１】
一方、乾燥装置本体１０の筐体１３の内部空間５１には、図１および図４〜図７に示す第１〜第３の加熱用バーナ機構２１〜２３からの熱風が導入されるので、この内部空間５１は、例えば約４００℃に保持される。このために、外筒２６の内部空間５５は、外筒２６を介して加熱されるので、例えば約２００℃に保持される。そして、内部空間５１が約４００℃になると、光電効果によって、外筒２６の外周面に塗布されている耐熱塗料から遠赤外線が放射される。なお、筐体１３の内部空間５１の温度は、実用性の観点から見て一般的に、３００℃〜５００℃の範囲であるのが好ましく、３４０℃〜４６０℃の範囲であるのがさらに好ましい。また、外筒２６の内部空間５５の温度は、実用性の観点から見て一般的に、１５０℃〜２５０℃の範囲であるのが好ましく、１７０℃〜２３０℃の範囲であるのがさらに好ましい。
【００４２】
上述のとおりであるから、外筒２６の内部空間５５において十分に攪拌されながらこの内部空間５５を上流側Ａから下流側Ｂに向かってゆっくりと移動する乾燥対象物質からは、水分が水蒸気として多量に蒸発する。そして、粉塵を含むこの水蒸気は、図２および図６に示す排気機構１６の吸い込み側のダクト５６および送風機５４を通してサイクロン（図示せず）に送り込まれてから、このサイクロンによって集塵される。なお、乾燥対象物質が外筒２６の内部空間５５において十分な乾燥や十分な攪拌が行われていないことが出口付近の検査などで判明した場合には、第２の攪拌バー群３０および第１の攪拌バー群２９のうちの一方または両方の回転方向を一時的に逆転させることによって、乾燥対象物質を一時的に逆送りすることができる。そして、この逆送りのときの第１および第２の回転軸２７ａ、２７ｂの回転数は、前述の順送りの場合と実質的に同一であってよい。このようにすれば、乾燥対象物質の乾燥状態や攪拌状態を改良することができる。なお、外筒２６の長手状補強部材３７に取り付けられているアース線３８は、筐体１３の内部空間５１に存在している熱風などの高温気体がプラス電荷などによって帯電するのを防止するようにしている。
【００４３】
外筒２６の内部空間５５の乾燥対象物質は、ついには、物質排出用パイプ６１を介して物質排出用コンベア機構２４の外筒６３の内部空間７１に送り込まれる。そして、この内部空間７１に送り込まれた乾燥対象物質は、この内部空間７１を背面側Ｄから正面側Ｃに向かって移送される。したがって、この内部空間７１の乾燥対象物質の密度は、物質取り出し用パイプ６７付近ではかなり増大するとともに、この乾燥対象物質の温度は、７０℃〜８０℃程度に低下している。なお、乾燥対象物質の密度をさらに増大させたい場合には、物質取り出し用パイプ６７の開口の大きさをシャッタ６８ａ、６８ｂによって小さくすればよい。
【００４４】
図示の実施例に示されている物質乾燥装置１１によれば、物質排出用コンベア機構２４の物質取り出し用パイプ６７から取り出される乾燥対象物質の量は、例えば、１時間当たり１．５トンであった。また、ホッパ１４から投入された乾燥対象物質が物質排出用パイプ６７から取り出されるまでの平均時間は、通常の場合には、２０〜３０分間であった。さらに、ホッパ１４に投入される乾燥処理前の乾燥対象物質の含水量が約５０重量％の場合には、物質排出用パイプ６７から取り出される乾燥処理後の乾燥対象物質の含水量は、通常の場合には、約１３〜約１５重量％であった。なお、物質排出用パイプ６７から取り出された乾燥処理後の乾燥対象物質は、そのままの状態でもって牛の餌（換言すれば、飼料）にすることができる。
【００４５】
上述のように乾燥対象物質が物質排出用コンベア機構２４によって密度を高められるとともに温度低下していることによって、この乾燥対象物質には摩擦が生じるので、プラズマがこの乾燥対象物質に発生する。このために、乾燥対象物質には上記プラズマによってエネルギが与えられるので、この乾燥対象物質に含まれているアミノ酸がアミノ基とカルボキシル基とに分離するとともに、このように分離したアミノ基およびカルボキシル基によって別のアミノ酸が合成される。同様に、タンパク質についても、アミノ酸Ａとアミノ酸Ｂとが結合して、Ａ−Ｂという構造の別のタンパク質が形成される。
【００４６】
この場合に発生するプラズマは、非熱平衡プラズマとも呼称されるものである。この非熱平衡プラズマは、その電子温度が数万度程度でかつそのガス温度が常温である反応性プラズマの一種であって、電子とイオンと気体分子との間に熱平衡が成立していない状態のプラズマである。そして、この非熱平衡プラズマは、反応温度や圧力とは無関係に化学反応を引き起こさせるために、従来の熱化学的な方法では不可能な化学反応を実現させることができるものである。また、上記プラズマは、
【数１】
の状態にあって、気体温度が室温とあまり変わらない低温であるから、低温プラズマとも呼ばれる。
【００４７】
物質排出用コンベア機構２４において行われる上述のようなプラズマ還元は、外筒２６の内部空間５５においても、大なり小なり行われる。この場合には、前述のように、外筒２６の外周面に塗布されている耐熱塗料から放射される遠赤外線も、プラズマ還元が行われることに寄与することができる。
【００４８】
以上において、本発明の一実施例について詳細に説明したが、本発明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に基づいて各種の変更および修正が可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１１ プラズマ還元方式の物質乾燥装置
１３ 筐体（加熱槽、ケーシング）
１５ ガス循環機構
１７ 第１の攪拌バー駆動機構（第１の回転駆動手段）
１８ 第２の攪拌バー駆動機構（第２の回転駆動手段）
２１ 第１の加熱用バーナ機構（加熱手段）
２２ 第２の加熱用バーナ機構（加熱手段）
２３ 第３の加熱用バーナ機構（加熱手段）
２４ リードスクリュー式の物質排出用コンベア機構
２５ 物質攪拌機構
２６ 長手状外筒
２７ 支持軸
２７ａ 第１の回転軸（第１のバー取り付け軸）
２７ｂ 第２の回転軸（第２のバー取り付け軸）
２９ 第１の攪拌バー群
３０ 第２の攪拌バー群
３１ 棒状攪拌バー
５１ 内部空間（ほぼリング状の加熱用空間）
５２ 吸い込み側のダクト（吸い込み口）
５３ 送り出し側のダクト（送り出し口）
６１ 物質排出用のパイプ（物質排出口）
６７ 物質取り出し用パイプ（物質取り出し口）
Ａ 上流側
Ｂ 下流側
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥対象物質を攪拌しつつ移送することができる物質攪拌機構と、
上記物質攪拌機構によって攪拌されつつ移送される乾燥対象物質を加熱することができる加熱槽とを備え、
上記物質攪拌機構が、長さ方向の一端部側に物質供給口を有するとともに長さ方向の他端側に物質排出口を有する長手状の外筒と、この長手状外筒の長さ方向に延在するようにこの長手状外筒の内部空間に回転可能に配されている少なくとも１つの回転軸と、この少なくとも１つの回転軸に設けられている少なくとも１つの攪拌バー群とを備え、
上記長手状外筒のうちの少なくとも中間部分が、上記加熱槽の内部空間に収容され、
上記攪拌バー群が、上記回転軸の軸心方向に沿って上記回転軸に間欠的に配設されている多数本の棒状攪拌バーによって構成され、
上記多数本の棒状攪拌バーの軸心方向にそれぞれ延在する多数本の中心線を順次つないだ包絡面がほぼスパイラル形状になっていることを特徴とする物質乾燥装置。
【請求項２】
上記長手状外筒の全体が上記加熱槽の上記内部空間に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の物質乾燥装置。
【請求項３】
上記少なくとも１つの回転軸が、１本の支持軸を構成するように直接または間接的に互いに連結されている第１および第２の回転軸を備え、
上記少なくとも１つの攪拌バー群が、これら第１および第２の回転軸にそれぞれ設けられている第１および第２の攪拌バー群を備えていることを特徴とする請求項１および２に記載の物質乾燥装置。
【請求項４】
上記第１の回転軸を回転駆動させることができる第１の回転駆動手段と、上記第２の回転軸を回転駆動させることができる第２の回転駆動手段とを備え、
上記第１および第２の回転駆動手段のうちの少なくとも一方が、上記第１および第２の回転軸のうちの少なくとも一方を正回転駆動および逆回転駆動させることができるように構成されていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の物質乾燥装置。
【請求項５】
上記回転軸の軸心方向にほぼ沿って長手状に延在している上記軸心方向から見てほぼリング状の加熱用空間が、上記加熱槽と上記長手状外筒との間に設けられ、
上記リング状加熱用空間に熱風を吹き込むことができる複数個の加熱手段が、上記加熱用空間の上流側から下流側にかけて順次配設され、
上記複数個の加熱手段のそれぞれの熱風吹き込み方向が、下流側から上流側を見たときに、上記リング状加熱用空間を同方向に旋回するガスの流れを生じさせる方向であることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１つに記載の物質乾燥装置。
【請求項６】
上記加熱槽が、上記リング状加熱用空間の上流側および下流側のうちのいずれか一方の側のガスを吸い込むことができる吸い込み口を有するガス循環機構を備え、
上記ガス循環機構が、上記吸い込んだガスを上記リング状加熱用空間の上流側および下流側のうちの他方に送り出すことができる送り出し口をさらに有し、
上記ガス吸い込みの方向と上記ガス送り出しの方向とのそれぞれが、上記旋回ガスの上記流れを助長する方向であることを特徴とする請求項５に記載の物質乾燥装置。
【請求項７】
上記物質排出口から排出される上記乾燥対象物質が供給されることができるリードスクリュー式のコンベア機構が、上記加熱槽に付属されて、この加熱槽と直接または間接的に一体的に設けられ、
上記物質排出口から排出される上記乾燥対象物質が、上記コンベア機構によって、このコンベア機構の物質取り出し口まで移送されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか１つに記載の物質乾燥装置。
【請求項８】
請求項１〜７のうちのいずれか１つに記載の物質乾燥装置を用いて乾燥対象物質を乾燥処理するように構成したことを特徴とする物質乾燥方法。
【請求項１】
乾燥対象物質を攪拌しつつ移送することができる物質攪拌機構と、
上記物質攪拌機構によって攪拌されつつ移送される乾燥対象物質を加熱することができる加熱槽とを備え、
上記物質攪拌機構が、長さ方向の一端部側に物質供給口を有するとともに長さ方向の他端側に物質排出口を有する長手状の外筒と、この長手状外筒の長さ方向に延在するようにこの長手状外筒の内部空間に回転可能に配されている少なくとも１つの回転軸と、この少なくとも１つの回転軸に設けられている少なくとも１つの攪拌バー群とを備え、
上記長手状外筒のうちの少なくとも中間部分が、上記加熱槽の内部空間に収容され、
上記攪拌バー群が、上記回転軸の軸心方向に沿って上記回転軸に間欠的に配設されている多数本の棒状攪拌バーによって構成され、
上記多数本の棒状攪拌バーの軸心方向にそれぞれ延在する多数本の中心線を順次つないだ包絡面がほぼスパイラル形状になっていることを特徴とする物質乾燥装置。
【請求項２】
上記長手状外筒の全体が上記加熱槽の上記内部空間に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の物質乾燥装置。
【請求項３】
上記少なくとも１つの回転軸が、１本の支持軸を構成するように直接または間接的に互いに連結されている第１および第２の回転軸を備え、
上記少なくとも１つの攪拌バー群が、これら第１および第２の回転軸にそれぞれ設けられている第１および第２の攪拌バー群を備えていることを特徴とする請求項１および２に記載の物質乾燥装置。
【請求項４】
上記第１の回転軸を回転駆動させることができる第１の回転駆動手段と、上記第２の回転軸を回転駆動させることができる第２の回転駆動手段とを備え、
上記第１および第２の回転駆動手段のうちの少なくとも一方が、上記第１および第２の回転軸のうちの少なくとも一方を正回転駆動および逆回転駆動させることができるように構成されていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の物質乾燥装置。
【請求項５】
上記回転軸の軸心方向にほぼ沿って長手状に延在している上記軸心方向から見てほぼリング状の加熱用空間が、上記加熱槽と上記長手状外筒との間に設けられ、
上記リング状加熱用空間に熱風を吹き込むことができる複数個の加熱手段が、上記加熱用空間の上流側から下流側にかけて順次配設され、
上記複数個の加熱手段のそれぞれの熱風吹き込み方向が、下流側から上流側を見たときに、上記リング状加熱用空間を同方向に旋回するガスの流れを生じさせる方向であることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１つに記載の物質乾燥装置。
【請求項６】
上記加熱槽が、上記リング状加熱用空間の上流側および下流側のうちのいずれか一方の側のガスを吸い込むことができる吸い込み口を有するガス循環機構を備え、
上記ガス循環機構が、上記吸い込んだガスを上記リング状加熱用空間の上流側および下流側のうちの他方に送り出すことができる送り出し口をさらに有し、
上記ガス吸い込みの方向と上記ガス送り出しの方向とのそれぞれが、上記旋回ガスの上記流れを助長する方向であることを特徴とする請求項５に記載の物質乾燥装置。
【請求項７】
上記物質排出口から排出される上記乾燥対象物質が供給されることができるリードスクリュー式のコンベア機構が、上記加熱槽に付属されて、この加熱槽と直接または間接的に一体的に設けられ、
上記物質排出口から排出される上記乾燥対象物質が、上記コンベア機構によって、このコンベア機構の物質取り出し口まで移送されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか１つに記載の物質乾燥装置。
【請求項８】
請求項１〜７のうちのいずれか１つに記載の物質乾燥装置を用いて乾燥対象物質を乾燥処理するように構成したことを特徴とする物質乾燥方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−４７３６９（Ｐ２０１２−４７３６９Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８８１７８（Ｐ２０１０−１８８１７８）
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（５０２２５４９７０）
【出願人】（５０３１４５１４３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（５０２２５４９７０）
【出願人】（５０３１４５１４３）
【Ｆターム（参考）】
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