特開 2024-13663 乾燥方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024013663

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】乾燥方法

(51)【国際特許分類】

   F26B 3/347 20060101AFI20240125BHJP

   F26B 21/00 20060101ALI20240125BHJP

   F26B 9/06 20060101ALN20240125BHJP

【ＦＩ】

F26B3/347

F26B21/00 A

F26B9/06 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022115926

(22)【出願日】2022-07-20

(71)【出願人】

【識別番号】522291119

【氏名又は名称】菊田 敏孝

(71)【出願人】

【識別番号】518155292

【氏名又は名称】宝来メデック株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】522291120

【氏名又は名称】園田 勝則

(71)【出願人】

【識別番号】522291131

【氏名又は名称】浅部 健太

(74)【代理人】

【識別番号】100177220

【弁理士】

【氏名又は名称】小木 智彦

(72)【発明者】

【氏名】菊田 敏孝

(72)【発明者】

【氏名】寳來 豊晴

(72)【発明者】

【氏名】園田 勝則

(72)【発明者】

【氏名】浅部 健太

【テーマコード（参考）】

3L113

【Ｆターム（参考）】

3L113AA01

3L113AB01

3L113AC13

3L113AC45

3L113AC52

3L113AC67

3L113BA05

3L113BA16

3L113BA19

3L113BA24

3L113BA27

3L113BA29

3L113CB08

3L113CB24

3L113DA01

3L113DA24

(57)【要約】

【課題】乾燥時間の短縮化を図るとともに、出来上がった乾燥物の品質向上を実現可能な乾燥方法を提供すること。
【解決手段】被乾燥物を収納する空間を有する乾燥室５０と、板面に複数の永久磁石が配置された回転体と、当該回転体の板面に対向して配置され、前記回転体の回転によって渦電流を発生する導電板と、を有し、前記渦電流によって導電板を発熱させる熱発生部１０と、熱発生部１０を通って熱せられた空気を乾燥室５０の内部に供給する送風部３０と、を備える乾燥装置１を用いた乾燥方法であって、送風部３０は、乾燥室５０内に、湿度が１０％から２０％の範囲の空気を毎分２５ｍ^３から３０ｍ^３供給する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被乾燥物を収納する空間を有する乾燥室と、
板面に複数の永久磁石が配置された回転体、及び当該回転体の板面に対向して配置され、前記回転体の回転によって渦電流を発生する導電板を有し、前記渦電流によって導電板を発熱させる熱発生部と、
前記熱発生部を通って熱せられた空気を前記乾燥室の内部に供給する送風部と、を備える乾燥装置を用いた乾燥方法であって、
前記送風部は、前記乾燥室内に、湿度が１０％から２０％の範囲の空気を毎分２５ｍ^３から３０ｍ^３供給することを特徴とする乾燥方法。

【請求項2】

前記乾燥装置は、前記熱発生部の発熱量を制御する制御部を備え、
前記送風部は、温度が２０℃から５０℃の範囲の空気を前記乾燥室の内部に供給することを特徴とする請求項１記載の乾燥方法。

【請求項3】

前記乾燥室における被乾燥物を収納する空間の密閉度が高いことを特徴とする請求項１又は２記載の乾燥方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、食品や材木等を乾燥する乾燥方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来におけるこの種の技術として、特許文献１に記載された技術がある。特許文献１には、渦電流が発生可能な真空引きされる金属製容器を取り囲む回転体に複数の永久磁石をＮ極とＳ極が交互に位置するように配置した渦電流発熱による加熱装置を有し、金属製容器に被乾燥物を入れて低温乾燥することについて開示されている。

【0003】

また、渦電流発熱によって熱風を発生させる技術として、従来、特許文献２に記載された技術がある。特許文献２には、内部に永久磁石が配置され、回転可能に設けられた良導電体金属製の平盤状回転体と、前記平盤状回転体の上方かつ近傍に、前記永久磁石による磁界中に配置された導電材を含む発熱部と、該発熱部上に立設された複数の熱風流通管からなる熱風捕捉板とからなり、該熱風捕捉板には複数の熱風流通孔が螺旋状又はインボリュート曲線状に配置穿孔され、前記複数の熱風流通管に連通させると共に、当該熱風捕捉板を、熱風排気筒を有する略円筒形状のカバーで被覆し、前記発熱部で発生したジュール熱を熱風として捕集する、熱風発生装置について開示されており、更に、農業分野での温室ハウス栽培における加温装置として利用可能である点について記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４－７６９９２号公報

【特許文献2】特許第５７１０９３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、食品や材木等を乾燥する場合に、より乾燥時間が短いことは勿論、乾燥後に割れや欠け、変形等が少ないといった品質の高い出来上がりであることが望まれる。

【0006】

本発明は、このような問題点に対して鑑みなされたものであり、乾燥時間の短縮化を図るとともに、出来上がった乾燥物の品質向上を実現可能な乾燥方法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】

【0007】

前記目的を達成するため、本発明は次に記載する構成を備える。

【0008】

（１） 被乾燥物を収納する空間を有する乾燥室（例えば、乾燥室５０）と、
板面に複数の永久磁石（例えば、永久磁石１６）が配置された回転体（例えば、回転体１２）、及び当該回転体の板面に対向して配置され、前記回転体の回転によって渦電流を発生する導電板（例えば、導電板１３）を有し、前記渦電流によって導電板を発熱させる熱発生部（例えば、熱発生部１０）と、
前記熱発生部を通って熱せられた空気を前記乾燥室の内部に供給する送風部と、を備える乾燥装置（例えば、乾燥装置１）を用いた乾燥方法であって、
前記送風部は、前記乾燥室内に、湿度が１０％から２０％の範囲の空気を毎分２５ｍ^３から３０ｍ^３供給することを特徴とする乾燥方法。

【0009】

（２） （１）において、前記乾燥装置は、前記熱発生部の発熱量を制御する制御部（例えば、制御部３０）を備え、
前記送風部は、温度が２０℃から５０℃の範囲の空気を前記乾燥室の内部に供給することを特徴とする乾燥方法。

【0010】

（３） （１）、（２）において、前記乾燥室における被乾燥物を収納する空間の密閉度が高いことを特徴とする乾燥方法。

【0011】

（１）～（３）によれば、複数の永久磁石を配置した回転体を回転させ、磁気誘導によって導電板に渦電流を発生させることにより、導電板に熱を発生させる熱発生部を備える乾燥装置を用い、被乾燥物を乾燥室内に収容し、乾燥室内に、湿度が１０％から２０％の範囲の空気を毎分２５ｍ^３から３０ｍ^３供給することによって被乾燥物を乾燥させる。このように、大量の低温低湿の空気を供給することによって被乾燥物を乾燥させることが可能になり、乾燥時間の短縮化を図るとともに、出来上がった乾燥物の品質向上を実現可能な乾燥方法を提供することが可能になる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、乾燥時間の短縮化を図るとともに、出来上がった乾燥物の品質向上を実現可能な乾燥方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態における乾燥装置１の外観を示す斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態における乾燥装置１に係る熱風発生装置５の外観を示す斜視図である。

【図3】熱発生部１０の内部構成を示す斜視図である。

【図4】回転体１２の板面を示す平面図である。

【図5】回転体１２を取り付けたモータ１１の外観を示す斜視図である。

【図6】導電板１３の外観を示す平面図である。

【図7】導電板１３上に載せられる帯状部材１７の外観を示す斜視図である。

【図8】貫通孔１３ｂ付近の気流を示す断面図である。

【図9】乾燥装置１を使用したときの乾燥室の湿度を測定した結果を示す図である。

【図10】キウイフルーツの乾燥実験における乾燥室５０の温度及び湿度の変化を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0015】

図１は、本発明の一実施形態における乾燥装置１の外観を示す斜視図である。乾燥装置１は、熱風発生装置５と、乾燥室５０と、を備えている。

【0016】

熱風発生装置５は、熱風を発生可能であり、乾燥室５０の内部に配置される。また、乾燥室５０は、被乾燥物を乾燥させる、密閉度の高い内部空間を有する。乾燥室５０は、換気口５１と導入口５２を備えている。換気口５１は、乾燥室５０の内部の換気を行う。導入口５２は、乾燥室５０の外部から空気を導入する。導入口５２から導入された空気は、ダクト５３を介して熱風発生装置５に送られる。熱風発生装置５は、導入口５２を介して導入された空気を所定の温度に加熱して乾燥室５０の内部に供給する。熱風発生装置５から乾燥室５０の内部に供給された空気によって被乾燥物５３が乾燥される。

【0017】

図２は、本発明の一実施形態における乾燥装置１に係る熱風発生装置５の外観を示す斜視図である。熱風発生装置５は、熱発生部１０と、制御部２０と、送風部３０と、を備えている。

【0018】

熱発生部１０は、乾燥室５０の外部から導入した空気を加熱する熱を発生する。制御部２０は、熱発生部１０の発熱量や送風部３０における送風量等の制御を行う。

【0019】

送風部３０は、シロッコファンを収納するファン収納部３１と、シロッコファンを回転駆動するモータを有する駆動部３２と、駆動部３２と熱発生部１０とを接続し、熱発生部１０において加熱された空気を駆動部３２に向けてガイドするダクト３３と、駆動部３２によって送り出された空気が吹き出される吹出口３４と、を備える。本実施形態における送風部３０は、毎分２５～３０ｍ^３の送風を行う能力を有する。

【0020】

図３は、熱発生部１０の内部構成を示す斜視図である。熱発生部１０は、モータ１１と、円板状の回転体１２（図４、５参照）と、導電板１３と、カバー１４と、架台１５と、を備える。

【0021】

図４は、回転体１２の板面を示す平面図である。回転体１２の板面には、複数の永久磁石１６が配置されている。永久磁石１６は直方体形状であり、図４に示すように、永久磁石１６は長手方向が所定の直径方向に対して直角方向を向くように、回転体１２の略全面に配置されている。回転体１２の裏面の中心部に円板状の支持台１２ａが固定されている。支持台１２ａの中心に円筒部が立設しており、この円筒部にモータ１１の回転軸が挿入かつ固定される。なお、回転体１２の中心軸と、支持台１２ａの中心軸と、支持台１２ａの中心の円筒部の中心軸とは一致する。

【0022】

図５は、回転体１２を取り付けたモータ１１の外観を示す斜視図である。モータ１１は、回転体１２を回転駆動させるものであり、モータ１１の回転軸に対して回転体１２の板面が直角になるように、回転体１２の中心部が支持台１２ａを介して固定される。

【0023】

図６は、導電板１３の外観を示す平面図である。導電板１３は磁力により渦電流が発生し易い金属からなる円板体からなり、導電板１３の外周の４箇所から架台１５に固定するための延在部１３ａが形成されている。また、導電板１３の板面には、多数の貫通孔１３ｂが形成されている。導電板１３は、回転体１２と略同径である。本実施形態によれば、導電板１３の中央部に貫通孔１３ｂが任意に配置されており、外周部の貫通孔１３ｂは放射状に配置されている。

【0024】

なお、導電板１３としては、磁力により渦電流が発生し易い、銅、銀、アルミニウム、ステンレスなどの良導電体の金属を選択するのが好ましい。また、永久磁石１６としては、例えば、ネオジウム系磁石、サマリウム系磁石などの表面３０００ガウス以上の永久磁石を使用するのが好ましい。永久磁石１６の磁力の強さが強いほど導電板１３は高温に発熱する。

【0025】

図３に戻って、カバー１４は、漏斗状に形成された部材であり、導電板１３と略同径の円筒部１４ａと、この円筒部１４ａから先細りになるようにテーパ状に形成されたテーパ部１４ｂと、テーパ部の端部から円筒状に延びる排気筒部１４ｃと、によって構成されている。

【0026】

架台１５は、回転体１２を取り付けたモータ１１、導電板１３を支持する台である。架台１５の下部にはモータ１１が取り付けられ、モータ１１の上方に回転体１２が位置付けられる。導電板１３は、回転体１２の上方かつ近傍に位置付けられ、架台１５の所定部位に延在部１３ａ上が載せられる。そして、延在部１３ａを架台１５にネジ止め等によって固定することにより、導電板１３が架台１５に固定される。

【0027】

この導電板１３上にカバー１４の円筒部１４ａが載せられる。このとき、全ての貫通孔１３ｂはカバー１４によって覆われる。また、カバー１４の排気筒部１４ｃは上方を向いており、ダクト３３の端部に対向する。また、架台１５は、周囲に金属板１８が取り付けられており、架台１５の内部が金属板１８によって覆われている。この金属板の下部の所定部位に孔部（図示せず）が形成されており、この孔部と導入口５２とが乾燥室５０の内部においてダクト５３によって接続されている。また、上部に位置する金属板１８における排気筒部１４ｃとの対向部位に孔部１８ａが形成されており、排気筒部１４ｃは、孔部１８ａを介してダクト３３の端部に対向する。

【0028】

図７は、導電板１３上に載せられる帯状部材１７の外観を示す斜視図である。帯状部材１７は、帯状の金属部材を、らせん状又はインボリュート曲線状に加工したものである。帯状部材１７は、導電板１３上にリブ状に立設される。導電板１３上にカバー１４の円筒部１４ａが載せられたときに、帯状部材１７はカバー１４の内部に配置されている。

【0029】

このように構成した熱発生部１０に電力を供給してモータ１１を駆動させて回転体１２を高速回転させることによって、導電板１３に永久磁石１６のＮ，Ｓの磁極が交互に横切る。その結果、電磁誘導現象により導電板１３自体に渦電流が発生し、この渦電流が熱エネルギーに変換されて導電板１３が発熱する。

【0030】

熱発生部１０と同時に送風部３０を駆動することにより、ダクト３３の端部から空気が吸引され、図８に示すように、貫通孔１３ｂから上方に移動する気流が発生し、この気流が導電板１３によって加熱される。そして、カバー１４の内部で加熱された空気が帯状部材１７のガイドによって上方に移動し、排気筒部１４ｃ及び孔部１８ａを介してダクト３３の端部に吸引される。そして、吸引された空気がダクト３３を通って吹出口３４から排出される。本実施形態における熱発生部１０は、導電板１３が２５０℃まで上昇可能な能力を有しており、送風部３０から１００℃の熱風を吹き出させることが可能である。なお、孔部１８ａ付近やダクト３３の端部付近は、熱せられた空気が冷却されることによって水滴が付きやすい箇所であるため、このような水滴を回収する回収部を設けることが望ましい。

【0031】

図９は、乾燥装置１を使用したときの乾燥室の湿度を測定した結果を示す図である。乾燥装置１を用いて、乾燥室５０に約３０℃に加熱されたエアを毎分２５ｍ^３供給して、３０分毎に乾燥室の湿度を測定したところ、測定開始当初では気温２３．１℃、湿度６８％、３０分後で気温２５．６℃、湿度３７％、１時間後で気温２７．０℃、湿度３０％、１時間３０分後で気温２７．４℃、湿度２８．０％、３時間３０分後で気温２８．１℃、湿度２４．０％、という結果が得られた。

【0032】

このように乾燥装置１によれば、湿度６８％であった測定開始当初から、１時間後に湿度３０％、３時間に湿度２４．０％と大きく値が下がっていることから、熱風発生装置５の稼働によって除湿が行われている。

【0033】

［熱風発生装置５を用いた乾燥方法］
次に、熱風発生装置５を用いた低温低湿度の乾燥方法について説明する。最初に、被乾燥物を乾燥室５０内に収容し、熱風発生装置５が、乾燥室５０内に、湿度が１０％から２０％の範囲の空気を毎分２５ｍ^３から３０ｍ^３供給する。乾燥室５０内に供給する空気の温度は適宜設定可能であるが、低温低湿度の乾燥を行う場合には、２０℃から５０℃の範囲の空気を乾燥室５０の内部に供給することが望ましく、４０℃付近であることがより望ましい。

【0034】

次に、熱風発生装置５を用いてキウイフルーツを乾燥させる実験を行った結果について説明する。キウイフルーツ４個のキウイフルーツを４２枚に輪切りにして乾燥室５０の内部に並べて配置し、乾燥室５０に約５０℃に加熱された空気を毎分２５ｍ^３供給して、２５時間乾燥させた。

【0035】

図１０は、キウイフルーツの乾燥実験における乾燥室５０の温度及び湿度の変化を示す図であり、乾燥室５０内の温度は概ね４６～５０℃の間であり、湿度は１６～２０％の環境で乾燥を行った。

【0036】

その結果、乾燥前のキウイフルーツ４個の重量は４３０グラムであったが、乾燥後の重量は８０グラムに減少した。

【0037】

また、乾燥後のキウイフルーツの水分活性値、水分率、糖度を求めたところ、水分活性値が０．６２ＡＷ、水分率９．７９％、糖度が１６度という値が得られた。水分活性値が０．６２ＡＷという値から、乾燥後のキウイフルーツにはカビや大腸菌が発生しにくいことが分かる。また、キウイフルーツの平均糖度は１０～１５％という点から糖度が１６度という値は糖度が失われていないことが分かる。また、水分率９．７９％であることから、キウイフルーツは２５時間で十分乾燥されることが分かる。

【0038】

また、キウイフルーツの他に、熱風発生装置５を用いて、上述したキウイフルーツと同様の乾燥方法でバナナ、リンゴ、パイナップルを乾燥させたところ、加糖なしで１２～２４時間で十分に乾燥させることができた。また、従来、乾燥が不可能と言われていた納豆（ひきわりも含む）を乾燥させたところ、１２～２４時間で十分に乾燥させることができた。

【0039】

また、これらの食品の水分活性値は１～２日の乾燥処理で０．５～０．７ＡＷという結果が得られ、常温流通可能な０．８９ＡＷ以下に収めることができる。なお、乾燥後のキウイフルーツ、バナナ、リンゴ、パイナップルは、半年以上常温でカビの発生が認められなかった。

【0040】

他に、通常１～２週間を要するソフトサラミの熟成乾燥を、熱風発生装置５を用いて行ったところ２５～３６時間で熟成乾燥を行うことができた。このように、ソフトサラミの熟成乾燥の期間を大幅に短縮することが可能になった。

【0041】

また、６～１２ヶ月を要するドライフラワーの作成における乾燥を、熱風発生装置５を用いて行ったところ４～１２時間で行うことができた。このように、ドライフラワーの作成における乾燥期間を大幅に短縮することが可能になった。

【0042】

更に、乾燥室５０に材木を収納し、熱風発生装置５を用いて湿度が１０～２０％の環境で常温（例えば、４０℃）の空気を毎分２５～３０ｍ^３供給して、乾燥を行った。ここで、従来の材木の乾燥方法は、重油、灯油等の燃料を使用し、ボイラーによる蒸気で乾燥させる方法が一般的であり、この乾燥方法では２０ｍ^３の材木から３００～４００リットルの水分が流出してくる。しかし、熱風発生装置５を用いた前述した乾燥方法によって材木を乾燥させたところ、材木から一切の水分の流出が認められなかった。それゆえ、乾燥後の材木は、強度が約３０％向上し、しかも乾燥時の材木の表面の仕上り色が、従来方法と比較して顕著に異なり、天日乾燥に近い仕上りになった。

【0043】

［作用効果］
以上説明したように構成された本実施形態によれば、複数の永久磁石１６を配置した回転体１２を回転させ、磁気誘導によって導電板１３に渦電流を発生させることにより、導電板１３に熱を発生させる熱風発生装置５を用い、被乾燥物を乾燥室５０内に収容し、熱風発生装置５が、乾燥室５０内に、湿度が１０％から２０％の範囲の空気を毎分２５ｍ^３から３０ｍ^３供給することによって被乾燥物を乾燥させる。これにより、被乾燥物が食品の場合、密閉空間では雰囲気が低湿度のため、食品を均一に乾燥することが可能になり、栄養劣化が少ない食品の乾燥物を作成することが可能になる。

【0044】

また、被乾燥物が材木の場合、従来の蒸気乾燥とは異なり、水分の流出が無いことから、ひびや曲がりが少なく天日乾燥に近い仕上りになり、しかも材木の強度を向上させることが可能になる。

【0045】

また、通常１～２週間を要するソフトサラミの熟成乾燥を２５～３６時間で熟成乾燥を行い、６～１２ヶ月を要するドライフラワーの作成における乾燥を４～１２時間で行うことが可能になる。

【0046】

このように本実施形態によれば、乾燥時間の短縮化を図るとともに、出来上がった乾燥物の品質向上を実現可能な乾燥方法を提供することが可能になる。

【0047】

また、磁気誘導によって導電板に熱を発生させる熱風発生装置を用いているため、他の乾燥方法に比較して乾燥時間が短い。しかも燃料を使用していないため、二酸化炭素を排出することなく、ランニングコストの低減を図ることができる。

【0048】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施形態は上述したものに限るものではない。例えば、上述した本実施形態によれば、乾燥室５０に１つの熱風発生装置５を配置しているが、複数の熱風発生装置５を配置してもよいことは言うまでもない。

【0049】

また、排気筒部１４ｃの後流側に、導電板１３によって加熱された空気を所定の温度に冷却する熱交換部を配置し、この熱交換部で加熱された空気に含まれる空気を凝縮して水滴化して回収することによって補助的に除湿を行ってもよい。

【符号の説明】

【0050】

１ 乾燥装置
５ 熱風発生装置
１０ 熱発生部
１１ モータ
１２ 回転体
１３ 導電板
１３ａ 延在部
１３ｂ 貫通孔
１４ カバー
１５ 架台
１６ 永久磁石
２０ 制御部
３０ 送風部
３１ ファン収納部
３２ 駆動部
３３ ダクト
３４ 吹出口
５０ 乾燥室
５１ 換気口
５２ 導入口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】