本发明是关于水蒸气流量控制结构及使用该结构的干燥装置。例如把高含水率生物质能让其低温干燥(35℃～60℃)的干燥装置。
背景技术：
以食品有机废弃物、木材等的固有形状的高含水率的生物质能为对象的干燥装置,一般是箱型。这种箱型干燥装置有真空方式(参照：非专利文献1)、减压方式、热泵方式及热风方式(参照：非专利文献1)。
真空方式需要真空泵，另外减压方式需要为减压的减压风扇、循环风扇，热泵方式需要热泵，所以制造成本及电力消耗高。
针对此，热风方式需要加热器及送风风扇，制造成本低廉。但，热风方式把热风从外部送进来，使其对象物的水分蒸发而向外部排气的空气非循环方式，所以用于干燥的热量是投入热量的25～40％左右，余下的热量主要通过排出热风而被排出(参照：非专利文献2)，因此电量消耗高。另外，热风方式可导入空气循环方式，此时低温操作时随着湿度的增加干燥速度大幅降低，消耗电量高(参照：非专利文献3)。
此外，不用真空泵、减压风扇、循环风扇、热泵、送风风扇等机器的图第1的常规的干燥装置里，把干燥室的天棚、墙壁、地面等的躯体用内侧板材、中间层及外侧板材包裹，中间层无空隙地插入大量含侵或喷涂了吸潮性吸湿剂的吸湿材料(例如瓦楞纸板)，再在干燥室里装上释放远红外线的天然矿石(参照：专利文献1)。这样中间层把从内侧板材蒸发的水分短时间吸湿扩散，外侧板材把中间层吸进的湿的水分排出，从而可实现由吸湿剂带来的透湿性及板材带来的保温性的兼而有之。
此外，所谓的透湿性有三个性质，就是吸入内侧水蒸气的吸湿性、把吸进的水蒸气向外侧扩散的内部扩散性、及把被扩散的水蒸气向外侧脱湿的脱湿性。
此外，不用真空泵、减压风扇、循环风扇、热泵等机器的图第2的常规干燥装置里以板材构成干燥室的天棚、墙壁、地面等的躯体，另设有产生热量的加热手段及把从加热手段产生的热量送进干燥室的送风手段(参照：专利文献2)。以此可确保把内侧的水蒸气排放到外侧的透湿性。
【先进技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】特开2006－132911号公报
【专利文献2】特开2011－217628号公报
【非专利文献】
【非专利文献1】中村、“首创的干燥技术”、日刊工业新闻社、p.102(2011)
【非专利文献2】中村、“首创的干燥技术”、日刊工业新闻社、p.130(2011)
【非专利文献3】中村、“首创的干燥技术”、日刊工业新闻社、p.132(2011)
技术实现要素：
【发明要解决的课题】
虽然上述图第1的常规干燥装置可实现透湿性及保温性的兼而有之，但还存在作为潮解性的吸湿剂使用的盐类等，安全上无法作为食品使用的对象，且还有因内侧板材及外侧板材的双重壁之间插入中间层的三重构造而制造成本高的课题。
此外上述第2常规的干燥装置没有使用潮解性的吸湿剂。虽然板材做薄可得到高的透湿性，但无法得到高的保温性。同样，板材加厚可以得到较高的保温性能但无法得到较高的透湿性。即透湿性及保温性存在折中的关系，无法实现两立共有。
【解决课题的手段】
为解决上述课题，本发明涉及的水蒸气流量控制结构有碳化物粒子层和夹着碳化物粒子层的图第1、第2的透湿性网格片，碳化物粒子层的碳化物粒子直径比第1、第2的透湿性网格片的孔直径大。碳化物粒子层的碳化物粒子因有第1第2透湿性网格片而保持不漏。
另外，本发明涉及的干燥装置是具备干燥室和干燥室内装有加热手段，干燥室的天棚、墙壁、地面、开闭门的至少一部分是由上述的水蒸气流量控制结构构成的。
本发明涉及的干燥装置是具备主干燥室和主干燥室内装有的减压干燥室和主干燥室与减压干燥室之间的附近设有的减压风扇，主干燥室的天棚、墙壁、地面、开闭门的至少一部分是由上述水蒸气流量控制结构构成的。
【发明的效果】
根据本发明，由透湿性网格片夹的碳化物粒子层具有高的透湿性及高保温性，所以可降低使用这个的干燥装置的电力消耗。此外需要的其他机器少所以制造成本也可降低。
附图说明
【图1】是表示本发明所涉及的水蒸气流量控制结构的截面图。
【图2】是表示图1的水蒸气流量控制结构的变更例的斜视图。
【图3】是表示本发明所涉及的干燥装置的第1的实施案例概略图。
【图4】是说明图3的干燥装置的例1的表格。(a)表示市场销售的干燥装置的干燥处理数据(b)表示图3的干燥处理数据。
【图5】是说明图3的干燥装置的例2的表格。(a)表示第2的常规干燥装置的干燥处理数据。(b)表示图3的干燥处理数据。
【图6】是本发明涉及的干燥装置的第2的实施案例所示的概略图。
具体实施方式
图1是表示本发明涉及的水蒸气流量控制结构的断面图。
图1，碳化物粒子层1的碳化物粒子1a是由胶片类型的2个透湿性网格片2－1、2－2夹着保持状态。此时碳化物粒子层1的碳化物粒子1a的直径比透湿性网格片2－1、2－2的孔2a的直径大，这个结果就是碳化物粒子层1的碳化物粒子1a由透湿性网格片2－1、2－2夹着保持不漏。如：碳化物粒子1a的直径是0.1μm～10mm。另外，透湿性网格片2－1、2－2的孔2a直径是0.1μm～100μm、最好0.5μm～10μm(参照http://www.ntba.jp/modules/weblog0/)。象这样的碳化物粒子层1里有杉木屑或竹子屑在400℃温度下碳化的颗粒状碳粒子，此外作为这样的透湿性网格片2－1、2－2有聚酯纤维网。
在图1的水蒸气流量控制结构上，碳化物粒子层1具有水蒸气的吸湿性、内部扩散性及脱湿性，即具有透湿性，由透湿性网格片2－1、2－2维持着碳化物粒子层1的透湿性。从而水蒸气v被透湿性网格片2-1吸湿，进一步由碳化物粒子层1吸湿及内部扩散，奔向透湿性网格片2-2，从透湿性网格片2-2中被脱湿，呈现高度透湿性。另外，水蒸气v的水蒸气粒子直径是0.0004μm左右。另外，碳化物粒子层1呈现高度保温性。因此把碳化物粒子层1及透湿性网格片2－1、2－2的各厚度d1、d2－1、d2－2换成适当数值的话，图1的水蒸气流量控制结构发挥着高透湿性及高脱湿性。例如上述厚度d1、d2－1、d2－2
是d1＝10～30mm
d2－1＝d2－2＝1mm
图1的碳化物粒子1a在含有以生物质能为原料产生的抗菌成分的溶液中浸渍并能够使其干燥。此时溶液可以做为天然抗菌性物质的黄腐酸溶液及/或醋液。
如图2(a)所示，为保持机械强度，图1的水蒸气流量控制结构把透湿性网格片2－1、2－2做成网状构件3－1、3－2，让如三聚氰胺烤漆喷涂过的直径2.5mm的圆铁棒交叉进行固定。
此外如图2(b)所示，为方便组装、拆解、撤去，图1的水蒸气气流控制结构采用规定尺寸的单元4。
图3是涉及本发明的干燥装置的第1的实施案例概略图。
图3干燥装置，由天棚11、墙壁12、地面13及开闭门(无图示)组成的干燥室10，设定非干燥物的3段托盘14－1、14－2、14－3、加热器15、送风风扇16－1、16－2、检出干燥室10的控制基于温度传感器17的温度t加热器15及送风风扇16－1、16－2的控制单元(微机)18构成。
图3干燥室10的天棚11、墙壁12、地面13及开闭门(不图示)采用图1的水蒸气气流控制结构。
图3的干燥装置的动作如以下说明。
首先，把被干燥物如蔬菜、药草等放入托盘14-1、14-2、14－3，然后设定所定的温度t0，启动加热器15及送风风扇16-1、16-2，启动减压风扇32及循环风扇33。控制单元18通过开关加热器15控制温度传导器17的温度t在所定的时间内达到所定温度。这个结果就是加热器加温的空气如粗线箭头如示，通过托盘14-1、14-2、14-3里使被干燥物干燥，沿着天棚11、墙壁12下降循环。此时结束干燥的空气中的水蒸气气压上升，空气中含有的水蒸气如细线箭头所示，由天棚11、墙壁12、地面13及开关门(不图示)构成的水蒸气气流控制结构，从干燥装置的内侧向外侧排出。
天棚11、墙壁12、地面13及开闭门(不图示)的水蒸气气流控制结构的内部是循环式，干燥需要的热量以外的热由于有水蒸气气流控制结构的保温性作用，无泄漏，即使泄漏那个热量也小，在非循环方式的干燥装置内循环。另外，水蒸气由于水蒸气气流控制结构而被排出，循环的空气的水蒸气气压低，可使被干燥物干燥。
[例1]
市场销售的干燥装置(东明tekku(株)制造、制造名：佩蒂特马伦吉样机名：ttm－435s)和图3所示第1的实施案例的干燥装置进行比较，共通条件如下：
设定干燥温度：45℃
干燥时间：14小时
被干燥试料(每个)：直径30－70mm、幅宽12mm切好的蔬菜
干燥开始时干燥装置外温度：21℃
干燥终了时干燥装置外温度：18℃
干燥开始时干燥装置外湿度：65.5％
干燥终了时干燥装置外湿度：64.5％
另外，图3的第1实施案例的干燥装置的条件如下：
尺寸：横500mm、深度645mm、竖520mm
天棚、墙壁、地面的6面：水蒸气流量控制结构
碳化物粒子1a：杉木木屑400℃碳化形成的颗粒状碳化物粒子
碳化物粒子层1的厚度：25mm
透气板：聚酯纤维片
网眼构件：三聚氰胺烤漆喷涂直径2.5mm的铁圆棒
框材：厚10mm杉木材
关于市场销售的干燥装置，得到图4的(a)表示的结果，关于图3的干燥装置，得到了图4的(b)表示的结果。即水分减少率是：市场销售的干燥装置是0.80，图3的干燥装置是0.68。另外，干燥需要的消耗电量：市场销售的干燥装置是2.37kwh，图3的干燥装置是0.94kwh。在这里，水分减少率的增加和消耗电量的比例假定为实现同一的水分减少率0.8，图3的干燥装置的消耗电量是市场销售的干燥装置的(0.94/2.37)×(0.80/0.68)＝0.47倍，可以认为具有巨大的降低电量消耗的效果。
[例2]
对第2的常规干燥装置和图3表示的第1的实施案例的干燥装置进行比较，共通的条件如下：
设定干燥温度：45℃
干燥时间：17小时
被干燥试料(每个)：直径40－70mm、幅宽10mm切好的蔬菜
干燥开始时干燥装置外温度：18℃
干燥终了时干燥装置外温度：13.8℃
干燥开始时干燥装置外湿度：22.0％
干燥终了时干燥装置外湿度：25.5％
另外、第2的常规的干燥装置如下：
尺寸：横560mm、深度670mm、竖590mm
天棚、墙壁、地面的6面：25mm厚的杉木材
另外，图3第1的实施案例的干燥装置条件如下：
天棚、墙壁、地面的6面：水蒸气流量控制结构
碳化物粒子1a：把杉木片以400℃温度碳化形成的颗粒状碳化物粒子。
碳化物粒子层1的厚度：25mm
透气性网格片：聚酯纤维片
网眼构件：三聚氰胺烤漆喷涂的直径2.5mm的圆铁棒
框材：厚10mm的杉木材
可以得到第2的常规干燥装置图5(a)所表示的结果。可以得到图3的干燥装置图5(b)所表示的结果。第2的常规干燥装置的水分减少率是0.86，图3的干燥装置的水分减少率是0.87。其他方面，干燥所需的电力：第2的常规干燥装置是1.82kwh，图3的干燥装置是1.38kwh。在此水分减少率的增加和电力消耗量假定以比例做比较的话，为实现同一的水分减少率0.87，图3的干燥装置的电力消耗量是第2的常规干燥装置的电力消耗量的(1.38/1.82)×(0.86/0.87)＝0.75倍，可认定具有很大的节电效果。
另外如图3所示第1的实施案例上，图1的水蒸气气流控制结构构成了天棚11、墙壁12、地面13及开闭门。天棚11、墙壁12、地面13及开闭门的至少一部分采用了图1的水蒸气气流控制结构，有这样的构成就可以。
此外上述图3所示的干燥装置没有设送风风扇16－1、16－2，空气流动以自然对流也不错。
上述图3所示干燥装置可适用具有回转窑圆筒式干燥装置。回转窑式干燥室采用横向圆筒形，适用于豆腐渣的干燥。此时回转窑式干燥室的圆筒壁至少采用一部分如图1的水蒸气气流控制结构构成。
图6是表示本发明涉及的干燥装置的第2的实施案例概略图。
图6所示，干燥装置由主干燥室20、主干燥室20内设有减压干燥室30及控制单元(微机)40组成。
主干燥室20由天棚11、墙壁12、地面13及开闭门(不图示)组成。
减压干燥室30里设有为设定非干燥物的3段托盘31－1、31－2、31－3、主干燥室20和临界附近的减压风扇32及循环风扇33、检出减压干燥室30的温度t及压力p的温度传感器34及压力传感器35。
控制单元40基于温度传感器34的温度t及压力传感器35的压力p控制减压风扇及循环风扇。
图6的主干燥室20的天棚21、墙壁22、地板23及开闭门(不图示)采用图1的水蒸气气流控制结构，从而主干燥室20被保温，所以减压干燥室30就没必要保温。
减压干燥室30通过减压风扇32及循环风扇33的开关动作减压干燥室30里的空气被排到主干燥室20里面，减压干燥室30里的压力被减压。此时减压风扇32及循环风扇3产生热量使从主干燥室20吸到减压干燥室30里面的空气温度上升。这样就可进行减压下的干燥。
图6的干燥装置的动作如下说明。
首先，把被干燥物如蔬菜、药草等放入托盘31－1、31－2、31－3，然后设定所定的温度t0及压力p0，启动减压风扇32及循环风扇33。控制单元40控制开关减压风扇32及循环风扇33以达到温度传感器34的温度t所定的温度t0且压力传感器35的压力p达到所定的压力p0。这个结果就是从主干燥室20吸入的空气如粗线箭头所示，通过托盘31－1、31－2、31－3使被干燥物干燥，沿着天棚21、墙壁22下降循环。此时结束干燥的空气中的水蒸气气压上升，空气中含有的水蒸气如细线箭头所示，由天棚21、墙壁22、地板23及开关门(不图示)构成的水蒸气气流控制结构，从主干燥室20的内侧向外侧排出。
如图6所示第2的实施案例上，常规的减压干燥装置上必要的减压干燥室的保温不需要的那部分可以降低制造成本。另外吸气和排气之间的热变换不需要的那部分可以降低电力消耗。
另上述图6所示第2的实施案例上，只是减压风扇32就可控制减压干燥室30的压力及温度的话，循环风扇33就不需要。
另外，本发明可适用在上述实施案例的自明范围内的任何变更。
【产业上利用可能性】
本发明所涉及的水蒸气流量控制结构可用于蔬菜、药草等的干燥装置外还可用于木材的干燥装置、防水装置等。
【符号说明】
1：碳化物粒子层
1a：碳化物粒子
2－1、2－2：透湿性网格片
2a：孔
3－1、3－2：网格构件
4：单元
10：干燥室
11：天棚
12：墙壁
13：地面
14－1、14－2、14－3：托盘
15：加热器
16－1、16－2：送风风扇
17：温度传感器
18：控制单元
20：主干燥室
21：天棚
22：墙壁
23：地面
30：减压干燥室
31－1、31－2、31－3：托盘
32：减压风扇
33：循环风扇
34：温度传感器
35：压力传感器
40：控制单元