WesternFlag—乾燥装置の分類

Ⅰ. 対流乾燥

乾燥装置の中で、より一般的なのは対流式熱伝達乾燥機です。例えば、熱風乾燥熱風と材料の接触による熱交換によって水分が蒸発します。対流乾燥装置には、流動床乾燥機、フラッシュ乾燥機、エアドライヤー、スプレードライヤー、換気乾燥機、フロードライヤー、エアフローロータリー乾燥機、撹拌乾燥機、並列流乾燥機などのエアサスペンション乾燥機が一般的です。回転式乾燥機等々。

実用化においては、単体機と複合機が用いられます。気流乾燥機、流動層乾燥機、スプレー乾燥機などは、熱風を熱源として利用し、乾燥と同時に材料の移送が完了します。これらの乾燥機は、伝動部品が存在しないことが主な特徴です。

粉末、顆粒、フレーク状の材料を乾燥させる一般的な方法は、顆粒の表面に熱風またはガス流を当て、気流を通して材料に熱を伝え、水分を蒸発させることです。蒸発した水蒸気は直接空気中に放出され、除去されます。対流乾燥システムで一般的に使用される乾燥媒体は、空気、不活性ガス、直接燃焼ガス、または過熱蒸気です。

この方法は、熱風を材料に直接接触させ、加熱しながら水分を除去します。ポイントは、材料と熱風の接触面積を増やし、熱風の偏向を防ぐことです。等速乾燥中の材料温度は熱風の湿球温度とほぼ同じであるため、高温の熱風を使用することで、熱に弱い材料も乾燥できます。この乾燥方法は乾燥速度が高く、設備コストは低いですが、熱効率は低いという欠点があります。以下は、いくつかの対流乾燥装置の基本的な状況です。

(1)換気乾燥機

ブロックや定形化した材料の表面に熱風を接触させます。乾燥速度は遅いですが、適用範囲は広いです。

（2）流動床乾燥機

粉粒体の層の底から熱風を均一に吹き込み、流動させることで、材料を強力に混合・分散させ、乾燥速度を高めます。

(3)エアフロードライヤー

この方式は、粉末を高温の熱風に分散させ、乾燥しながら材料を搬送します。乾燥時間が短く、大量の材料を扱うのに適しています。材料を乾燥機に入れる前に、機械的な方法で水分の大部分を除去しておくと、より経済的です。

（4）スプレードライヤー

溶液またはスラリー材料を高温の熱風で霧化し、液滴を落下させると同時に瞬時に乾燥させます。この乾燥方法は乾燥時間が短く、大量生産、医薬品、パンチ、染料の乾燥に適しています。

（５）ロータリーシリンダー乾燥機

回転ドラムを通して粉末、ブロック、スラリー状の原料を熱風に接触させます。この方法は大量生産に適しています。乾燥後、泥状原料は粒状原料として排出できるため、多くの耐高温鉱物乾燥はこの方法で行われています。

（6）フラッシュドライヤー

高速回転する撹拌翼によって材料が撹拌され、ガス流の回転運動によって分散されながら乾燥されます。一般的に中量材料の乾燥に適用され、主にペースト状材料の乾燥に使用されます。

Ⅱ. 伝導乾燥

伝導乾燥は湿潤粒子に非常に適しており、熱効率も高い。蒸発した水蒸気は真空吸引または気流によって排出される。この気流は水分の主な輸送体であり、熱に弱い粒状材料には真空運転が推奨される。伝導乾燥装置では、ペースト状材料の乾燥にはパドル乾燥機が用いられる。現在では、内部に流路管を備えた回転式乾燥機も設計されており、例えば、熱に弱いポリマーや脂肪ペレットの乾燥には、通常の流動層乾燥機の3分の1のサイズで浸漬流動層乾燥機が用いられる。

真空乾燥は、真空状態で材料を加熱し、水分を内部拡散、内部蒸発、昇華、表面蒸発させることにより、低温低圧で乾燥させるプロセスです。加熱温度が低く、抗酸化性能が良好で、製品の水分含有量が均一で、品質と用途が優れているなどの利点があります。真空乾燥は運転コストが高く、材料を低温または酸素欠乏状態で乾燥させる必要がある場合、または熱媒と高温下での乾燥により劣化する場合にのみ、真空乾燥が推奨されます。一定の蒸発効率を得るために、高温運転を採用することでガス流量を減らし、設備の容積を縮小することができます。低温乾燥運転では、適切な低温廃熱または太陽熱集熱器を熱源として選択できますが、乾燥機の容積が比較的大きくなります。

Ⅲ. 複合乾燥

異なる乾燥方法、異なる乾燥原理の組み合わせを用いることで、それぞれの長所を活かし、乾燥装置の短所を補うことができます。例えば、直接乾燥法と間接乾燥法を併用し、間接乾燥法を用いて乾燥に必要な熱の大部分を賄うことができます。これにより、乾燥速度が向上し、装置容積が小さく、熱効率の高い直接乾燥法・間接乾燥法・乾燥装置を実現できます。

複合乾燥設備もますます多く利用されており、例えばスプレードライヤーと振動流動層乾燥機の複合、レーキドライヤーと振動流動層乾燥機の複合、回転混合乾燥機、伝導混合乾燥機、エアドライヤーと流動層乾燥機の複合などが挙げられます。複合乾燥の目的は、より低い水分を得ることです。例えば、スプレードライヤー単体では、製品の水分含有量が1～3%、例えば水分含有量が0.3%以下の製品が得られますが、排気温度は120℃以上にする必要があり、熱エネルギーの損失が非常に大きくなります。同様に、水分含有量がさらに高く、水分含有量が0.1%未満の場合、排気温度は130℃以上にする必要があります。熱エネルギーを節約するために、噴霧乾燥機の一般的な90℃の排気温度の設計では、水分が2％になるようにし、60℃の熱風によって発生する熱回収を水平流動層の乾燥に直列に使用できるようにすると、最終的な水分は0.1％以下になり、熱エネルギーを20％節約できます。

場合によっては、製品を乾燥または加工する際に、製品の熱感受性が変化したり、製品の特性が変化したりすることがあります。このような場合は、2種類以上の異なる乾燥装置を組み合わせて使用​​することが効果的です。

では、材料に適した乾燥機はどのように選べばいいのでしょうか？ぜひご相談ください！