ピュシュナー・ベルトコンベヤタイプ加熱乾燥装置

熱を用いる加熱工程は、あらゆる領域の技術の中でも重要な工程です。周知の接触、対流、赤外線を用いる従来型加熱方法に加え、電磁エネルギーを分子の運動エネルギーに直接変換することによって、つまり乾燥対象である含水物質中にマイクロ波照射により熱を直接発生させる加熱システムをご紹介します。マイクロ波は従来型の乾燥方法より深く物質内に浸透します。

ベルトコンベヤを用いる連続製造工程ロジスティックにおいてはベルトコンベヤタイプ加熱乾燥装置製品グループは、顆粒、粉末、バラ物、固形物の乾燥に用います。乾燥装置の注入口で一定量の投与が可能なため均一で乾燥度の高い製品を、マイクロ波乾燥装置内の短い滞留時間で製造できます。

モジュールタイプのマイクロ波乾燥システム

バルク材料または断片材料を乾燥するのに用いるピュシナーのベルトコンベヤタイプ加熱乾燥機では、通常は直列に配置される数個のチェンバー・モジュール構成となっています。(図１をご覧ください。) この乾燥装置を用いるプロセスの実行と工程時間は個別の材料毎の乾燥条件、エネルギー分布、初期の含水濃度、乾燥する製品に含まれる水の分子の自由運動度により異なります。 さらに、考慮すべき製品の特性には、マイクロ波と相互に作用し温度に依存する誘電特性のほかに、水分を吸収する容量、製品の形状とサイズも挙げられます。 最適に乾燥を行うには、システム全体の特性を考慮するマイクロ波システムを開発することが必要です。

図１に示すマイクロ波加熱乾燥装置は各12kW/2450MHz(2.45GHz)のチェンバー5機から構成される工程に最適化されています。

マイクロ波高度乾燥システム

従来の乾燥システムに加えてマイクロ波加熱乾燥機を使用できる応用分野には、低ppmレベルまで残留水分を減少する高度な乾燥工程があります。

図3には、蒸発したフッ化水素酸を処理するという磨耗的な工程条件の下での、 侵撃性の強いファインケミカルの乾燥という高度な処理を目的として製造された2x30kWマイクロ波乾燥装置を示しています。

図 1. モジュールアタイプのマイクロ波加熱乾燥装置 5x12kW/2450MHz

図 2. モジュールタイプの100kW/2450MHz マイクロ波加熱乾燥装置

図 3. 二重タイプのマイクロ波乾燥装置 µWaveDryer3050

図 4. 極低湿度までの乾燥に用いるマイクロ波加熱乾燥装置

ピュシナー・ベルトコンベアタイプ加熱乾燥機の特長をご紹介します。

従来の乾燥方法と比べて、マイクロ波はより深く浸透します。浸透深度が乾燥する製品の寸法より大きければ、体積加熱となりますので、次の効果が出ます。

• 温度勾配が表面へ向かいます、つまり、内部温度のほうが外部表面温度より高く、圧力勾配が内部に生じます。このため内部で蒸発した水分は表面へ放出されます。
• その結果、表面層が干しあがることがなく、浸透性を保持します。
• 製品内部で蒸発する液体は固形物の太い毛管からなる間隙構造を通して外部へ発散されますから、乾燥速度が上がります。
• 水と大部分の有機溶剤の加熱は選択的に行われます。これは、水の誘電損失のほうが乾燥する製品の誘電損失より大きいためです。

• 熱伝導性が低い湿度の高い製品を素早く完全に乾燥できます。
• 分厚い層でも静止状態で乾燥できますから、摩擦損失が発生しません。
• マイクロ波エネルギーの使用効率が高まります。
• エネルギー移動制御が高速化します。
• 処理時間が短縮化します。即ち、自動製造工程に適しています。