JP2002233712A - 高濃度スラリーの濾過・乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的少量（例えば１ｍ³程度）の高濃度ス
ラリーを、効率よく濾過・乾燥することができ、かつ乾
燥後のケーキの全量を確実に排出できる濾過・乾燥装置
を提供する。 【解決手段】 高濃度スラリーを内部に保有可能であ
り、かつ下端部１２ａが下方が小径の切頭円錐形に形成
され、その下端が開口している耐圧ベッセル１２と、耐
圧ベッセル内に配置され濾過面１４ａ（又は１２ｂ）を
有するフィルタエレメント１４（又は濾過室１２ｃ）
と、切頭円錐形下端部を攪拌する攪拌羽根１６ａを有す
る攪拌装置１６と、耐圧ベッセルの下端開口を開閉する
開閉弁１８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高濃度スラリーの
濾過・乾燥装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来のリーフフィルターの模式
図である。リーフフィルターとは、表面に濾過面を有す
る円板状の濾葉１（リーフ又はフィルターディスクと呼
ぶ）を用い、ベッセル内を原液で満たして濾葉１の表面
に原液中の固形物をプリコートし、このプリコート層２
により、原液３を固形物４（ケーキ）と濾液５とに分離
する固液分離装置である。かかるリーフフィルターは、
薬品や化学物質の分離に従来から広く用いられている。
しかし、リーフフィルターは比較的低濃度の固形分を含
むスラリー（低濃度スラリー）を大量に処理するのには
適しているが、固形分を４０Ｖｏｌ％以上含む高濃度ス
ラリーを少量（１ｍ³程度）処理する場合には、ベッセ
ル内をスラリーで充満させて濾過することが難しくなる
欠点がある。

【０００３】このため、従来、固形分を４０Ｖｏｌ％以
上含む高濃度スラリーを少量（１ｍ ³程度）処理するよ
うな場合には、図４、図５に示すような濾過・乾燥装置
が用いられている。

【０００４】図４の装置は、ヌッチェ（又はローゼンモ
ンド）型単板濾板フィルターであり、水平な濾過板６、
ケーキ攪拌装置７、ケーキ排出装置８を備えている。こ
の装置は、（Ａ）に示すように、スラリー供給後、スク
レーパ７ａを回転してスラリーを混合しながら濾過板６
を通して全液を濾過した後、（Ｂ）ジャケットを熱媒で
加熱しながら、スクレーパ７ａの上下動及び回転させ
て、ケーキを攪拌しながら乾燥させ、更に、ケーキ排出
装置８を開いてスクレーパ７ａの回転によりケーキを排
出するようになっている。

【０００５】一方、図５の装置は、多室型キャンドルフ
ィルタエレメント（特許第２５２４００４号、特開平６
−３１２１０８号）である。この装置は、異なる高さの
少なくとも２つの室（９ａ，９ｂ）が上下に配置されて
おり、各室（９ａ，９ｂ）に濾液導出管（１０ａ，１０
ｂ）が配属されたものである。各室（９ａ，９ｂ）は濾
材（１１）で囲まれており、高濃度スラリーの液量が少
なく上部の室（９ｂ）が液面から露出する場合でも、液
面下にある室（９ａ）から濾過ができるようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した図４
の装置（ヌッチェ・ローゼンモンド型単板濾板フィルタ
ー）では、スクレーパ７ａ（掻取羽根）と濾過板６の間
に約５〜１０ｍｍ程度の隙間（クリアランス）が不可欠
であり、その分のケーキの排出が不可能となる問題点が
あった。そのため、原液（高濃度スラリー）が薬品や食
品の場合には、排出不可能分がそのままロスとなり、歩
留まりが悪くなる問題点があった。また、図５の装置
（多室型キャンドルフィルタエレメント）では、２段又
は多段の濾過・濃縮が可能だが、乾燥工程は不十分であ
り水分値が図４の装置に比べて高く、かつ乾燥したケー
キの排出が困難である問題点があった。

【０００７】本発明は上述した種々の問題点を解決する
ために創案されたものである。すなわち、本発明の目的
は、比較的少量（例えば１ｍ³程度）の高濃度スラリー
を、効率よく濾過・乾燥することができ、かつ乾燥後の
ケーキの全量を確実に排出できる濾過・乾燥装置を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明によ
れば、高濃度スラリーを内部に保有可能であり、かつ下
端部（１２ａ）が下方が小径の切頭円錐形に形成され、
その下端が開口している耐圧ベッセル（１２）と、該耐
圧ベッセル内に配置され外面に濾過面（１４ａ）を有す
る複数のフィルタエレメント（１４）と、前記切頭円錐
形下端部を攪拌する攪拌羽根（１６ａ）を有する攪拌装
置（１６）と、前記耐圧ベッセルの下端開口を開閉する
開閉弁（１８）とを備えた、ことを特徴とする高濃度ス
ラリーの濾過・乾燥装置が提供される。

【０００９】上記本発明の構成によれば、耐圧ベッセル
（１２）、フィルタエレメント（１４）、攪拌装置（１
６）及び開閉弁（１８）により、（Ａ）耐圧ベッセル
（１２）の下面を開閉弁（１８）で液密に塞ぎ、初め、
高濃度スラリーをフィルタエレメント（１４）の全面で
濾過し、その後エレメント（１４）の下部のみで濾過
し、（Ｂ）濾過後の高濃度スラリーを攪拌装置（１６）
で攪拌しながら乾燥させることができる。

【００１０】従って、スラリー供給後、フィルタエレメ
ント（１４）の全面及び下部のみを通して全液を濾過
し、その後、ジャケット等を熱媒で加熱しながら、ケー
キを攪拌羽根（１６ａ）を回転して攪拌しながら乾燥さ
せることができ、比較的少量（例えば１ｍ³程度）の高
濃度スラリーを、効率よく濾過・乾燥することができ
る。

【００１１】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
フィルタエレメント（１４）は、軸線が鉛直に配置され
た円筒形フィルタエレメントであり、かつ該円筒形フィ
ルタエレメントは、異なる高さの複数の室に仕切られ、
それぞれの室から独立して濾液を排出できるように構成
されている。

【００１２】この装置によれば、異なる高さに仕切られ
た複数の室を切り換えて、スラリーの液面に露出した室
を順に閉鎖することにより、最も低い位置の室から濾過
できる限りで、比較的少量（例えば１ｍ³程度）の高濃
度スラリーを、効率よく濾過・乾燥することができる。

【００１３】本発明の第２の発明によれば、高濃度スラ
リーを内部に保有可能であり、かつ下端部（１２ａ）が
下方が小径の切頭円錐形に形成され、その下端が開口し
ている耐圧ベッセル（１２）を備え、該切頭円錐形の内
側に濾過面（１２ｂ）で仕切られたの濾過室（１２ｃ）
を有し、更に、前記切頭円錐形下端部を攪拌する攪拌羽
根（１６ａ）を有する攪拌装置（１６）と、前記耐圧ベ
ッセルの下端開口を開閉する開閉弁（１８）と、を備え
た、ことを特徴とする高濃度スラリーの濾過・乾燥装置
が提供される。

【００１４】上記本発明の構成によれば、耐圧ベッセル
（１２）、攪拌装置（１６）及び開閉弁（１８）によ
り、（Ａ）耐圧ベッセル（１２）の下面を開閉弁（１
８）で液密に塞ぎ、攪拌羽根（１６ａ）を回転させなが
ら、又は、停止させたまま高濃度スラリーをフィルタエ
レメント（１４）で濾過し、（Ｂ）濾過後の高濃度スラ
リーを攪拌装置（１６）で攪拌しながら乾燥させること
ができる。

【００１５】従って、スラリー供給後、濾過面（１２
ｂ）を通して全液を濾過し、その後、ジャケット等を熱
媒で加熱しながら、ケーキを攪拌しながら乾燥させるこ
とができ、比較的少量（例えば１ｍ³程度）の高濃度ス
ラリーを、効率よく濾過・乾燥することができる。又、
濾過中に攪拌羽根（１６ａ）を回転してスラリーを混合
することもできる。

【００１６】上記第１、第２の発明の好ましい実施形態
によれば、前記ベッセル内を真空引きする排気装置と、
前記切頭円錐形下端部を加熱する加熱ジャケット（１２
ｄ）とを備える。この構成により、ベッセル内を真空引
きし、かつベッセルのコーン部（切頭円錐形下端部）を
加熱ジャケットで加熱して、濾過後の高濃度スラリーの
乾燥を早めることができる。

【００１７】また、前記攪拌羽根（１６ａ）は、正転時
に内部の固形物を攪拌し、逆転時に固形物を下向きに搬
送するように、鉛直な回転軸のまわりにスクリュー状に
配置されている。この構成により、攪拌羽根（１６ａ）
を正転させて濾過後の高濃度スラリーの乾燥を早めるよ
うに固形物を攪拌することができ、逆に攪拌羽根（１６
ａ）を逆転させて乾燥後の固形物をスムースに下方に排
出することができる。

【００１８】更に、前記耐圧ベッセルに振動を与える加
振機（２０）と、前記濾過面（１４ａ又は１２ｂ）に空
気を逆流させるバックブロー装置（２２）とを備える、
ことが好ましい。この構成により、ベッセルに振動を与
えて乾燥後の固形物をスムーズに排出し、かつ、濾液ラ
インから加圧空気を逆流させるバックブローにより、固
形物のスムースな排出と濾過面（１４ａ又は１２ｂ）の
目詰まりの低減を可能とすることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を、図面を参照して説明する。なお、各図において、共
通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略
する。

【００２０】図１は、本発明の高濃度スラリーの濾過・
乾燥装置の第１実施形態を示す図である。この図に示す
ように、本発明の高濃度スラリーの濾過・乾燥装置は、
耐圧ベッセル１２、複数のフィルタエレメント１４、攪
拌装置１６及び開閉弁１８を備えている。

【００２１】耐圧ベッセル１２は、高濃度スラリーを内
部に保有可能な耐圧容器であり、その下端部１２ａが下
方が小径の切頭円錐形に形成され、その下端が開口して
いる。この発明における高濃度スラリーとは、固形分を
４０Ｖｏｌ％以上含むスラリー、例えば医薬品の中間
体、食品、ファインケミカル、バイオケミカル、農薬中
間体、染料・顔料、等である。ベッセル１２は、図示し
ないガス供給管を備え、加圧ガス（例えば不活性ガス）
を内部に供給して、高濃度スラリーを加圧できるように
なっている。また、ベッセルの外周部には加熱ジャケッ
ト１２ｄが設けられ、その内部に加熱媒体（例えば高温
蒸気）を供給して、ベッセル内を加熱するようになって
いる。

【００２２】複数（この図では２本のみを示す）のフィ
ルタエレメント１４は、耐圧ベッセル１２内に配置され
外面に濾過面１４ａを有する。フィルタエレメント１４
は、この例では、軸線が鉛直に配置された円筒形フィル
タエレメントである。この円筒形フィルタエレメント
は、異なる高さの複数（この例では上下２つ）の室に仕
切られ、それぞれの室から独立して濾液５を排出できる
ように構成されている。かかるフィルタエレメント１４
として、例えば、特許第２５２４００４号の多室型キャ
ンドルフィルタエレメントを用いることができる。

【００２３】攪拌装置１６は、切頭円錐形下端部１２ａ
を攪拌する攪拌羽根１６ａを下端部に有し鉛直に延びる
ロータリーシャフト１６ｂと、ロータリーシャフト１６
ｂをその軸線を中心に回転駆動する回転駆動装置１６ｃ
とからなる。回転駆動装置１６ｃは、例えば電動機と減
速機とからなる。また、この例において、攪拌羽根１６
ａは、二重の螺旋羽根からなり、各螺旋羽根は、鉛直な
回転軸のまわりにスクリュー状に配置されている。この
構成により、回転駆動装置１６ｃによる正転時に内部の
固形物及びスラリーを攪拌し、逆転時に乾燥後の固形物
を下向きに搬送することができる。

【００２４】開閉弁１８は、例えばスライドバルブであ
り、耐圧ベッセル１２の下端開口を気密に開閉できるよ
うになっている。更に、図１において、本発明の高濃度
スラリーの濾過・乾燥装置は、濾過面１４ａに空気を逆
流させるバックブロー装置２２を備えている。

【００２５】上述した高濃度スラリーの濾過・乾燥装置
は、以下のように使用する。図１に示すように、耐圧ベ
ッセル１２の下面を開閉弁１８で液密に塞ぎ、高濃度ス
ラリーをフィルタエレメント１４で濾過する。フィルタ
エレメントの異なる高さの複数（この例では上下２つ）
の室からは、液面に露出した室からの排出ラインを閉鎖
し、順次下側の室から独立して濾液５を排出して、最も
低い位置の室から濾過できる限りで、高濃度スラリーの
濾過を行う。次いで、ジャケット１２ｄ等を熱媒で加熱
しながら、かつ濾液出口を真空引きしながら掻取羽根１
６ａを正回転させて、ケーキを攪拌しながら乾燥させ
る。

【００２６】次に、開閉弁１８を開き、掻取羽根１６ａ
を逆回転させて、乾燥したケーキを下方に排出する。

【００２７】図２は、本発明の高濃度スラリーの濾過・
乾燥装置の第２実施形態を示す図である。この図におい
て、本発明の高濃度スラリーの濾過・乾燥装置は、耐圧
ベッセル１２、攪拌装置１６、及び開閉弁１８を備え
る。

【００２８】この例で、耐圧ベッセル１２は、下端部１
２ａの切頭円錐形の内側に濾過面１２ｂで仕切られたの
濾過室１２ｃを有する。また、攪拌装置１６の攪拌羽根
１６ａは、一重の螺旋羽根である。更に、耐圧ベッセル
１２に振動を与える加振機２０と、耐圧ベッセル１２を
振動可能に保持するため、配管ラインに可撓継手２１が
用いられている。その他の構成は、フィルタエレメント
１４がない点を除き、図１の例と同様である。また、そ
の使用方法も、フィルタエレメント１４の替わりに濾過
室１２ｃを用いる点を除き同様である。

【００２９】更に、本発明の構成は、図１、図２の例に
制限されず、図１の下端部に図２の濾過室１２ｃ、一重
の螺旋羽根、加振機２０、可撓継手２１等を備えたもの
であってもよい。

【００３０】上述した図１、図２の構成によれば、耐圧
ベッセル１２、フィルタエレメント１４又は濾過室１２
ｃ、攪拌装置１６及び開閉弁１８により、（Ａ）耐圧ベ
ッセル１２の下面を開閉弁１８で液密に塞ぎ、攪拌羽根
１６ａを回転させながら、高濃度スラリーをフィルタエ
レメント１４又は濾過室１２ｃの濾過面１２ｂで濾過
し、（Ｂ）濾過後の高濃度スラリーを攪拌装置１６で攪
拌しながら乾燥させることができる。

【００３１】従って、スラリー供給後、攪拌羽根１６ａ
を停止させてスラリーを下部に濃縮しながら、又は攪拌
羽根１６ａを回転してスラリーを混合しながら、フィル
タエレメント１４（又は濾過室１２ｃの濾過面１２ｂ）
を通して全液を濾過し、その後、ジャケット等を熱媒で
加熱しながら、ケーキを攪拌しながら乾燥させることが
でき、比較的少量（例えば１ｍ³程度）の高濃度スラリ
ーを、効率よく濾過・乾燥することができる。

【００３２】なお本発明は上述した実施形態に限られる
ものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変
更が可能である。

【００３３】

【発明の効果】上述したように、本発明の高濃度スラリ
ーの濾過・乾燥装置は、比較的少量（例えば１ｍ³程
度）の高濃度スラリーを、効率よく濾過・乾燥すること
ができ、かつ乾燥後のケーキの全量を確実に排出でき
る、等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高濃度スラリーの濾過・乾燥装置の第
１実施形態を示す図である。

【図２】本発明の高濃度スラリーの濾過・乾燥装置の第
２実施形態を示す図である。

【図３】従来のリーフフィルターの模式図である。

【図４】従来の濾過・乾燥装置の構成図である。

【図５】従来の濾過・乾燥装置の別の構成図である。

【符号の説明】

１ 濾葉（リーフ又はフィルターディスク）、２ プリ
コート層、３ 原液、４ 固形物（ケーキ）、５ 濾
液、６ 濾過板、７ ケーキ攪拌装置、７ａ スクレー
パ、８ ケーキ排出装置、９ａ，９ｂ 室、１０ａ，１
０ｂ 濾液導出管、１１ 濾材、１２ ベッセル、１２
ａ 下端部、１２ｂ 濾過面、１２ｃ 濾過室、１２ｄ
ジャケット、１４ フィルタエレメント、１４ａ 濾
過面、１６ 攪拌装置、１６ａ 攪拌羽根１８ 開閉
弁、２０ 加振機、２１ 可撓継手、２２ バックブロ
ー装置、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 29/32 Ａ Ｆターム(参考） 3L113 AA04 AB05 AC05 AC15 AC19 AC24 AC45 AC46 AC58 AC60 AC63 AC67 AC74 AC75 AC83 BA36 DA01 DA04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高濃度スラリーを内部に保有可能であ
   り、かつ下端部（１２ａ）が下方が小径の切頭円錐形に
   形成され、その下端が開口している耐圧ベッセル（１
   ２）と、該耐圧ベッセル内に配置され外面に濾過面（１
   ４ａ）を有する複数のフィルタエレメント（１４）と、
   前記切頭円錐形下端部を攪拌する攪拌羽根（１６ａ）を
   有する攪拌装置（１６）と、前記耐圧ベッセルの下端開
   口を開閉する開閉弁（１８）とを備えた、ことを特徴と
   する高濃度スラリーの濾過・乾燥装置。
2. 【請求項２】 前記フィルタエレメント（１４）は、軸
   線が鉛直に配置された円筒形フィルタエレメントであ
   り、かつ該円筒形フィルタエレメントは、異なる高さの
   複数の室に仕切られ、それぞれの室から独立して濾液を
   排出できるように構成されている、ことを特徴とする請
   求項１に記載の高濃度スラリーの濾過・乾燥装置。
3. 【請求項３】 高濃度スラリーを内部に保有可能であ
   り、かつ下端部（１２ａ）が下方が小径の切頭円錐形に
   形成され、その下端が開口している耐圧ベッセル（１
   ２）を備え、該切頭円錐形の内側に濾過面（１２ｂ）で
   仕切られたの濾過室（１２ｃ）を有し、 更に、前記切頭円錐形下端部を攪拌する攪拌羽根（１６
   ａ）を有する攪拌装置（１６）と、前記耐圧ベッセルの
   下端開口を開閉する開閉弁（１８）と、を備えた、こと
   を特徴とする高濃度スラリーの濾過・乾燥装置。
4. 【請求項４】 前記ベッセル内を真空引きする排気装置
   と、前記切頭円錐形下端部を加熱する加熱ジャケット
   （１２ｄ）とを備える、ことを特徴とする請求項１又は
   ３に記載の高濃度スラリーの濾過・乾燥装置。
5. 【請求項５】 前記攪拌羽根（１６ａ）は、正転時に内
   部の固形物を攪拌し、逆転時に固形物を下向きに搬送す
   るように、鉛直な回転軸のまわりにスクリュー状に配置
   されている、ことを特徴とする請求項１又は３に記載の
   高濃度スラリーの濾過・乾燥装置。
6. 【請求項６】 前記耐圧ベッセルに振動を与える加振機
   （２０）と、前記濾過面（１４ａ又は１２ｂ）に空気を
   逆流させるバックブロー装置（２２）とを備える、こと
   を特徴とする請求項１又は３に記載の高濃度スラリーの
   濾過・乾燥装置。