- 締切済み
フリーズドライの乾燥方法について
現在フリーズドライ(以下FD法)について勉強中で、 一般のメーカーがどのように製造しているのかを調べています。 インターネットや文献を調べたりで、FD法の主な流れは理解してきているのですが、 その中で”乾燥工程”に関して質問があります。 乾燥工程では、乾燥方法としてヒーター、油などを用いた循環加温や輻射熱で対象物を加熱しているかと思うのですが、どのメーカーがどの乾燥方法を用いているのか、メリット/デメリットがわからず困っています。 もしどなたかご存知の方がいらっしゃいましたらご教授いただけないでしょうか。 知りたい情報は下記のようなイメージでいます。 例：企業名：○○株式会社 乾燥手段：伝熱ヒーター/輻射熱ヒーター/循環加温式 その他：HP、メリット・デメリット
- seraphicsun
- お礼率55% (10/18)
- 科学
- 回答数8
- ありがとう数15
- みんなの回答 （8）
- 専門家の回答
みんなの回答
- opechorse
- ベストアンサー率23% (435/1855)
昇華を行うエネルギーは 加熱でなく、減圧によって得られているでしょう 冷凍後、蒸気圧以下まで減圧しても 昇華による水分子で圧力は(減圧を継続しなければ) 均衡するはずだから、それを防ぐために 減圧を継続しているという理解でいます 真空度が十分高くて継続できるなら 昇華速度が遅くなることはないと思います
- nitto3
- ベストアンサー率21% (2656/12205)
装置の参考になるのが寒天を作る工程かな。 真冬、屋外で凍らせて、水分を氷として分離します。 昼間、その氷が解けて太陽熱で蒸発します。 装置としては対象物を示すか、低温、高温限界を示さないと、 （また加工速度も）設計できそうにないですよ。
#2です。 昇華による気化熱で温度が必要以上に低下するのを防ぐための加熱操作ですね。 検索キーワードに「加熱」を加えた結果にお望みのページがヒットしているかも知れませんね。 http://www.chuden.co.jp/resource/corporate/news_151_04.pdf ではボイラーの蒸気から棚を通した熱伝導と、高周波による加熱などが記述されています。
- ORUKA1951
- ベストアンサー率45% (5062/11036)
フリーズドライは加熱しません。加熱すると変性してしまう素材の乾燥方法です。 高野豆腐・・冬に凍らせて乾燥させますね。 ひょっとして低温では--100℃でないと水は気化しないとでも？？ 真冬でも洗濯物乾きますし、冷凍庫の氷はどんどん痩せて角が丸くなる。 凍らせて、砕いて減圧すると水は気化します。
- trytobe
- ベストアンサー率36% (3457/9591)
フリーズしてドライさせるのに、ヒートしてドライしては意味がない。 凍らせて、氷になった水分が、ドライアイスのように昇華するような気圧まで減圧釜の中の空気を抜いて気圧を下げて、氷を水蒸気として昇華させて除去し、規定の時間になったら、乾燥空気(酸化防止で乾燥窒素でもいいですが)をいれて、釜をあけてできあがり。 ですから、日本の真空ポンプの有名どころや、減圧下で処理する釜をつくっているようなタンク業者みたいなのを当たれば良いだけです。 特許 OR 特開 フリーズドライ ポンプ - Google 検索 http://www.google.co.jp/search?q=%E7%89%B9%E8%A8%B1+OR+%E7%89%B9%E9%96%8B+%E3%83%95%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%82%BA%E3%83%89%E3%83%A9%E3%82%A4+%E3%83%9D%E3%83%B3%E3%83%97
お礼
回答していただきありがとうございます。 質問がわかりにくく申し訳ありません。 記載いただいたURLより特許について確認させていただきました。 一部抜粋させていだきましたが、請求項１にある昇華脱水用のヒーターについて質問させて頂いておりました。 【特許請求の範囲】 請求項１】 乾燥缶内にヒーターが多段に配設され、乾燥缶がコールドトラップおよび真空ポンプに接続されて成り、上下のヒーター間に、被乾燥物が収容されたトレイが配置され、真空ポンプによって乾燥缶およびコールドトラップ内が所要の真空度まで減圧され、次いでヒーターによって加温されることにより、凍結した被乾燥物の水分が昇華脱水されるフリーズドライ装置において、
- nitto3
- ベストアンサー率21% (2656/12205)
目的が粉末化食品だと思います。 常温に近いものを低温にしたサイロなどにスプレー噴射して、 水分と固形物に分離します。 粉末は下から抜ける、水分は真空にしてガスとして抜けるようにします。 そんな感じだったと思います。
お礼
回答していただきありがとうございます。 回答していただいた手法は噴霧式のフフリーズドライ方法でよろしかったでしょうか。 (インスタントコーヒー等に用いる方法) 質問させていただいた際にどのような方法か記載しておらず申し訳ありません。 イメージしていたのは棚式のようなタイプのフリーズドライ法になります。 噴霧式については勉強不足のため回答頂いた内容を参考にさらに調べさせていただきます。
>乾燥方法としてヒーター、油などを用いた循環加温や輻射熱で対象物を加熱している 違います。フリーズドライは加熱しません。 減圧すれば水の沸点は下がり、勝手に水分が昇華されることにより乾燥します。 液体のまま減圧乾燥すると風味や栄養価が損なわれるので、あらかじめ凍らせておいたものを減圧乾燥するのがフリーズドライで、工程そのものはどのメーカーも全く同じです。 企業秘密とする違いがあるとすれば、対象を凍らせている温度、減圧の度合い、時間設定などです。
お礼
回答していただきありがとうございます。 加熱という書き方が悪くすみませんでした。 下記に参照のHPを記載させていただきますが、 乾燥させる対象物は昇華の際に熱を一定量奪って個体から気体に変化すると認識しており、 昇華により対象物の温度が低下することで乾燥が遅くなると考えています。 連続的に昇華を続けるには蒸発潜熱分の熱量をヒーター等の外部熱源で与える仕組みであると考えています。 質問させて頂いているのは蒸発潜熱分の熱量を各企業がどのように与えているのかという部分になります。自身で調べた範囲ですと不凍液を用いた循環加温式等やヒーターの輻射熱を用いた方法があるようなのですがそれ以上詳しい事項までいたらずここで質問させていただいた次第です。 対象を凍らせている温度、減圧の度合い、時間設定に関してはおっしゃる通りかと思います。ご指摘ありがとうございます。 URL：http://www.nissei.co.jp/freezedry/genri.html
- tsukasawa
- ベストアンサー率30% (8/26)
質問者様の質問には決定的な問題があります。 製造工程は通常はどの会社でも企業秘密にあたる部分です。ですから、どんな会社がどのような工程を有しているのか？を調べることは難しいでしょう。 そして、フリーズドライと言う非加熱乾燥で製造されるものは基本的に過熱することで成分の破壊などが起こるような製品についてとられている製造工程です。加熱によって香りが飛ぶ、酵素など加熱によって不活性になってしまう・・・そんな製品に使われるのが通常です。 下請け的に、製造だけを行う会社もありますが、どのような乾燥工程を行うのか？それは依頼した側との取り決めで行われますから、そういう設備を有していると言う話になるでしょう。
お礼
回答していただきありがとうございます。 やはり難しいですよね。加熱の温度や時間が企業秘密なのは容易に想像がつきましたので、 乾燥手段ならばと調べてみた次第です。
関連するQ&A
- 電気ヒーターの破損について
教えて下さい。 前処理装置で脱脂被膜(リン酸鉄被膜)→湯洗の工程でシャワー洗浄しています。湯洗部分はタンクに毎分４?の給水をして電気ヒーター(SUS316L製の投込みヒーター)で２５℃→６０℃に加温していますが、そのヒーターがすぐ壊れてしまいます。ヒーター加温部にスケールが発生、ヒーターの加熱部分から腐食が始まり亀裂していくのですがなぜなのか不明です。 伝熱面積のワット数が高いのでしょうか？現在10W/cm2で表面温度が800℃位になっているのですが・・・ どなたかアドバイスお願いします。
- 締切済み
- その他（表面処理技術）
- 蒸発潜熱による温度低下を防ぐ真空乾燥
水（約1ｇ）の真空乾燥を常温で行いたいのですが， 蒸発潜熱により温度低下が起こってしまいます． 真空中なので 輻射熱やヒーターによって蒸発潜熱分の熱を与えてあげればいいと思うのですが 疑問点として (1)真空乾燥を行った場合に温度低下がどのくらいなのか．具体的数値の求め方．実際に試料の温度を計測するしかないのか． (2)輻射熱の熱供給は真空乾燥機（乾燥させる容器はガラス製のビンなので）の外側からの光の照射で十分なのか． アドバイス程度でもいただけたらと思います． よろしくお願いします．
- 締切済み
- その他（学問・教育）
- 乾燥装置の種類がいろいろあってわかりません
エネルギー管理士の熱利用設備勉強しています。問18の乾燥装置まとめました。 でもどんな装置なのか絵が浮かびません。検索しましたが、動的な動きがわかりませんでした。yourubeで検索しましたが、違いがはっきりするようなものなどありませんでした。なんか洗濯機のドラムがでてきました。回転乾燥機とドラム乾燥機って違いあるんですか？かき揚げ板とかナイフエッジとかどんなものか実物みたことないからわかりません。具体的にこの装置のどの部品がどういう風に動いて乾燥するかおしえてもらえますか？言葉遊びの違いで名前の区別してるだけです。ぜんぜんわかりません。焼却炉の脱水装置？水分を圧搾してしぼりとる装置はかくはん乾燥機なんだろうか・・ □乾燥装置種類2022年問18(2)4) 2020問18(2)1)2) 熱風受熱式、伝導受熱式、電磁波エネルギー照射方式、がある。 〇熱風受熱式: 熱風を直接乾燥機に送り込む。非加熱物と熱風を接触させて，乾燥させる装置。 熱風の持ち出し顕熱が多い→熱効率悪い。箱型乾燥機では20〜40%と低い。 持ち出し顕熱とは、外へ逃げてく熱の事か？ 省エネ対策は、前工程で、機械的脱水＝ろ過・圧搾・遠心脱水を行う。2022年問18(2)4) 排出熱風を循環させる。 熱風の持ち出し顕熱を減らす。乾燥効率を維持できる範囲で熱風の量を減らす方法や熱風の温度を低くする方法がある。2020問18(1) 2) ・熱風受熱式の種類：気流乾燥機、噴霧乾燥機、回転乾燥機、流動層乾燥機2020問18(2)1)2) 箱型乾燥装、バンド乾燥装置2023問18(2)2) ・気流乾燥機：垂直管内の高温気流中に粉粒体材料を供給し、熱風とともに浮遊移動させる間に乾燥させるもの ・噴霧乾燥機：液体原料を加熱気流中に噴霧し落下するまでの間に粉末状の製品を得る物 スラリ状やペースト状の液体原料を加熱気流中に使給して微粒化し、落下するまでの間に 粉末状の製品を得る方式を噴霧乾燥装置という。2023問18(2)1) ・回転乾燥機：2021年問18(2)2) かき揚げ板を持つ傾斜ドラムの中で熱風と接触乾燥させるものである。 内部にかき上げ板を備えた傾斜回転円筒の構成。この中に被乾燥材料を入れる。熱風と接触させながら乾燥させる。材料の移動に対する流れ方向から、交流型、並流型、直行型がある。 攪拌、混合する事で、材料がほぐれ、ムラなく均一な乾燥になる。 運転が安定で、水分の少ない肥料や石灰石の粉粒体を連続乾燥に向く。 ・流動層乾燥機：多孔板流動層の下部から熱風を送り込むもの 2020問18(2) ・箱型乾燥装置：通風の方法として平行流と通気流があり、トレイ、金網あるいは多孔板上に乾燥材料を載せ、熱風で乾燥させるバッチ式の方式 2023問18(2)2) ※バッチ式とは、起動・給液・脱液・排出・停止までの工程を1サイクルとして繰り返す方式 ・バンド乾燥装置：水平に移動する金製又は多孔板上に材料を供給し、熱風と接触させて連続的に処理する方式 2023問18(2)3) 〇伝導受熱式: 熱が金属壁を経由して伝わる。 他の物体からの伝導によって加熱乾燥させる装置 ・伝導受熱式の種類：ドラム乾燥機、溝形攪拌乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥装置 ・ドラム乾燥機：ドラム外表面に被加熱物を塗布するとともに、ドラム内部に蒸気を通して間接加熱するもの、、なにそれ、、？ 液体又はペースト状の乾燥材料を回転する円筒表面に薄膜状に塗布し、円筒内部に蒸気を入れて円筒壁を介して加熱乾燥させ、乾燥物をナイフエッジでかきとる方式2023問18(2)4) ・溝型攪拌乾燥機：2021年問18(2)2) 伝熱加熱面と攪拌翼で、被加熱物を攪拌しながら乾燥させるもの 2020問18(2)1)2) 攪拌翼（パドルとよぶ）とジャケットに蒸気など加熱媒体を流す。 攪拌し加熱し乾燥する。攪拌翼自体が伝熱面として構成→体積当たり伝熱面積大きい→所用風量少ない→排気処理簡単かつ熱効率高い ・真空乾燥機：真空容器内で材料を加熱乾燥させるもの2020問18(2)1)2) ・真空乾燥機の凍結乾燥装置：多量に水分を有した乾燥用材料を冷却固化して低真空下で乾燥する方式で、材料が高温にならないので、熱に敏感な医薬品や食品の乾燥に適している方式2023問18(2)5) 〇電磁波エネルギー照射方式：赤外線やマイクロ波照射 2022年問18(2)4) 2020問18(2)1)2) 電磁波で乾燥させる装置 ・電磁波エネルギー照射方式の種類：赤外線乾燥機、マイクロ波乾燥機 ・赤外線加熱機：波長 0.76〜1μm の赤外線を照射して乾燥させるもの ※赤外線1～10μｍ=30~300THz 2020問2 2019問2 2017問2
- 締切済み
- 熱処理
- 蒸気加熱のメリットとは？
お世話になります。 弊社の洗浄設備のタンクにはアルカリ性の洗浄液が入っており。60℃に加温し使用しています。洗浄機は複数あり、蒸気加熱、電気加熱の2種類を使用しています。 ある設備の槽は容量2000L程度で、電気ヒーターにて加熱しています。ヒーター容量は１０kw×４本です。 電力費の関係で都市ガスを使用した加熱装置に変更を検討していますが、真っ先に思いついたのはほかの設備でも使用している蒸気加熱です。都市ガスで小型の貫流ボイラを使用（槽のそばに置く）し蒸気を発生させ、タンク内の熱交換器にて加温します。 ここで、電気ヒーターの効率（ほぼ１００％）に対して、ボイラー、蒸気配管及びドレンの熱損失などを考慮するとどれくらいの効率になるのかを考えていました。 ここでひとつ疑問に思ったことがあります。なぜ蒸気を使用するのか？ ガスで燃やした火で、わざわざ蒸気を作ってその後に熱交換させることは、どんなメリットがあるのでしょう？ 蒸気の潜熱による熱交換効率のよさはわかりますが、ガスの燃焼熱を直接利用できないのか？チューブバーナーなど。と考えたのですが･･･ 蒸気以外で効率のよい液を加熱する機器はありますか？ 配管などからの熱損失を考慮しても蒸気を使用するメリットはなになんでしょう？
- 締切済み
- 機械保全
- 乾燥機の温度を維持するに必要な熱量について
私の会社には焼成させた原料を水で洗われて乾燥機から乾燥させる工程があります。 原料の温度を予測し原料の水を乾燥させるに必要な熱量を計算したいですが、 電力使用量、設定温度は確認できます、 ここで乾燥機の加熱には乾燥機のジャケットに熱媒体油で循環しながら温度を維持していますが 1、熱媒体油の供給温度 2、供給された油の回収温度 3、乾燥機の温度 4、電気使用量 基本的には４つが確認できます。 でもここで電気使用量とは乾燥機に供給される熱媒体油を加熱する熱量だと考えますが正しいですか？ 例えば乾燥機に何も投入させない状況で 供給温度170℃ 回収温度130℃ 1、乾燥機に表した温度は140℃くらいですが 電気使用量は１時間当たり略0.1kWhならば 乾燥機の熱容量はどのくらいですか？ 2、原料を投入させて乾燥する時に 乾燥に必要な時間と設定温度を知りたいですが、どうすれば計算ができますか？ 計算仕方でもいいので教えていただきませんか？よろしくお願いいたします。
- 締切済み
- 熱処理
- アイロンvs布団乾燥器
雨や寒い日が続くと洗濯物が乾かないので、アイロンか布団乾燥器を使って衣類を乾かしたいと考えていますが、どちらが効率がよく安上がりでしょうか？ 布団乾燥器で乾かすのは画像のようなやり方です。 アイロンは手間がかかるけど、熱効率としては逃げる熱が少ないので、効率が良さそうな気がするので、 アイロン＝手間がかかるけど効率的 布団乾燥器＝熱も逃げ、費用は高くなるが、干したまま待てばいいのがメリット。時間かかり、室温に影響が出てしまうなどがデメリット って感じですかね
- ベストアンサー
- 掃除・洗濯・家事全般
- 衣類乾燥機について教えてください。
衣類乾燥機の購入を考えています。 洗濯機は現在使っているものをこのまま使うつもりなので、 乾燥機付洗濯機ではなくて、乾燥機、単体の購入を考えています。 ガスと電気とあるようですが、どちらがいいのでしょう？メリット、デメリットを教えてください。 価格、お勧めのメーカー等も教えてください。
- ベストアンサー
- その他（生活家電）
- 金属の輻射
被加熱物を400度にするためにガスバーナーの炎を直接当てて加温しています。効率を上げるために、囲いを製作しようと検討しているのですが（もちろん完全密閉ではありません）、できれば、断熱性の向上はもちろん、輻射効果も得られればと考えています。 この場合、囲いを鉄製にしたら、600度くらいで赤熱して、輻射効果が得られると聞いたことがありますが、現状のバーナー容量からして、そこまで温度はあがらないと思われます。そこでステンレス製のものをして、鏡面仕上げをしたら、赤熱はしないまでも、鏡面効果による輻射熱が期待できるか？とも考えたのですが、すぐにススにより、鏡面効果は期待できないであろうと予測しています。ステンレスの鏡面による輻射効果は魔法瓶のような燃焼現象がない場合でないと効果はないと思うのですが、ステンレスによる輻射効果は得られるでしょうか？
- ベストアンサー
- 金属
- 熱容量とガス流速の依存性
『学生実験より』 粒子を充填した充填層にヒータ棒を差し込み、 下からガスを送り込み流動状態にして加熱しました。 流速は80,100,120[l/min]の３種類です。 それぞれの伝熱係数ｈは126,250,346程度で、 時定数τは0.98,0.667,0.543になりました。 Ｖｈ・ρｈ・ｃｈ＝Ａｈ・ｈ・τ Ａｈ＝0.00824[ｍ^2]で、左辺がヒータの熱容量[Ｊ／Ｋ] 右辺を計算すると1.28,1.36,1.44でして、 ヒータ熱容量(左辺)はガス流速に無関係であるはずが、 ガス流速に依存するという結果になりました。 これは何故なのでしょうか？ ガス流速によって伝熱係数が変わったからですか？ また、伝熱係数に影響を与える物理的因子についても いくつかあるそうですが、どのようなものがありますか？
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
回答していただきありがとうございます。 加熱という書き方が悪くすみませんでした。 乾燥の際に昇華により対象物の温度が低下することで乾燥が遅くなると考えています。 連続的に昇華を続けるには昇華潜熱分の熱量をヒーター等の外部熱源で与える仕組みであると考えています。 低温で気化しないとは思っておりませんが、企業が昇華潜熱分の温度低下から再び昇華する温度に上がるまで時間をかけて待つとも考えられず、自身で調べたところ不凍液を用いた循環加温式等やヒーターの輻射熱を用いた方法があるようなのですがそれ以上詳しいことまでわからずここで質問させていただいた次第です。