JP2003080011A - 濾過乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スラリーから乾燥固形物を短時間に得ること
が出来、かつ装置内部の洗浄が容易に出来る工業的規模
の濾過乾燥装置を提供する。 【解決手段】スラリー中の固形物を濾過分離し乾燥する
為の温度調節手段を備えた濾過乾燥装置であって、上下
面が開口面とされ、ケーキ界面検出器２４と上下方向に
先端部が移動可能なスラリーの供給口２１、及び乾燥固
形物の排出口２２を有し、内部下方に伝熱部材２７を有
する胴部２０と、胴部２０の上下の開口面を各々覆うよ
うに配置され、スラリー中の固形物を分離する上部濾材
３０、下部濾材３１と、胴部２０の上側の開口面に脱着
可能に被せられる上蓋５０と、胴部２０の下側の開口面
に脱着可能に被せられる下蓋６０とを備え、上蓋５０及
び下蓋６０は各々濾材３０、３１を経た濾液を排出する
こと及び乾燥用ガスの給排気に用いる上蓋ノズル５１、
下蓋ノズル６１を有し、前記胴部２０、濾材３０、３
１、上蓋５０及び下蓋６０の組合せを振動させる振動発
生手段４０を備えた濾過乾燥装置１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は特に化学品、薬品等
のスラリーから濾過により液体を分離したあと固形物を
乾燥する濾過乾燥装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スラリー等の固形物及び液体を含む被処
理物から乾燥固形物を得るために、脱液濾過操作と乾燥
操作を別々の装置で行うものが広く知られているが、濾
過操作と乾燥操作を別々の装置で行う場合には、濾過さ
れた固形物を乾燥装置へ移送する操作が必要であり、そ
の際ゴミ等の異物の混入、空気との接触による変質、有
害物による人体および環境への悪影響が発生し、繁雑な
手間を要するという問題がある。

【０００３】上記問題を解決するために、濾過操作と乾
燥操作を一つの装置で行う濾過乾燥装置が提案されてい
る。例えば槽本体に回転および昇降可能な撹拌翼を内装
し槽下面に濾過面を有するヌッチェ式濾過乾燥装置、或
いは槽内の上部に上向きに設けた濾過面を反転させて、
濾過面上に堆積したケーキを槽下部の乾燥部へ落下させ
て、振動乾燥させる濾過乾燥装置（特公平５−５７００
８）が知られている。

【０００４】上記の濾過乾燥装置においては、いずれの
場合も一つの濾過面の上部にケーキを静置させた状態で
濾過を行い、濾液を取り除いた後ケーキを乾燥して固形
物を取り出す方式がとられている。この場合ケーキの濾
過抵抗が大きい難濾過性のスラリーを固液分離して乾燥
固形物を得る際、濾過操作に長時間を要し、全体の処理
時間が長くなるという問題がある。

【０００５】また、上記の濾過乾燥装置においては昇降
可能な撹拌機、或いは濾過面の反転機構などが付随して
いるため機械的に複雑な装置となり、銘柄切替えの際装
置内部の洗浄に手間がかかるという問題点がある。特に
撹拌機或いは反転機構の回転軸の軸封部の狭い隙間部分
を清浄化するには手間がかかり、メカニカルシール等の
軸封部分を分解して洗浄しなければならない場合も生ず
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来技術
の問題点を解決するべく、従来技術に比較して短時間に
スラリー中の固形物を濾過乾燥させ、かつ機構が簡単で
内部洗浄が容易な濾過乾燥装置を提供することを目的と
する。

【０００７】即ち、医薬品等の化学品を長時間湿潤状態
に置くことによる劣化、変質を防ぎ、かつ銘柄切替えの
際に先の製品を完全に除去することが容易なＧＭＰに対
応出来る濾過乾燥装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る温度調節手
段を備えた濾過乾燥装置は、前記目的を達成するべく、
上下端面が開口面とされている胴部と、前記胴部の上下
の開口面を各々覆うように配置され濾過によりスラリー
中の固形物を分離する濾材と、胴部にスラリーの供給口
及び乾燥固形物の排出口と、前記胴部の上側の開口面に
脱着可能に被せられる上蓋と、前記胴部の下側の開口面
に脱着可能に被せられる下蓋とを備え、前期上蓋及び下
蓋は各々前記濾材を経た濾液を排出すること及び乾燥用
ガスの給排気に用いるノズルを有し、前記胴部及び濾材
及び上蓋及び下蓋の組合せを振動させる振動発生手段を
備えたことを特徴とする。

【０００９】濾過工程において、スラリー中の固形物の
比重が液体の比重より大であるときは、上蓋と胴部の間
の上部濾材の濾過面には、振動発生手段による振動によ
り固形物は堆積し難く落下するため濾過時間が経過して
もケーキの堆積による濾過抵抗の増大がないことから濾
過速度の低下が少ないため短時間に固液分離がなされ
る。

【００１０】下蓋と胴部の間の下部濾材の濾過面には濾
過時間の経過と共に下部濾材により分離された固形物と
上部濾材により分離され落下した固形物のケーキが堆積
する。即ち、従来の下面のみに濾過面を有する濾過乾燥
装置に比較し短時間に固液分離が出来る。

【００１１】更に、前記胴部はスラリーとケーキとの界
面を検出する手段を備え、前記スラリー供給口の先端を
上下方向に移動可能にして、ケーキ上部に存在するスラ
リーを排出することにも利用することを特徴とするもの
である。

【００１２】ケーキの厚みが増加すると濾過速度は減少
するから、前記スラリー供給口はスラリー供給に用いる
に加えて、スラリー供給停止後ケーキ上部に存在するス
ラリーを排出してスラリータンクへ戻すことに用い、戻
されたスラリーを次のサイクルで濾過するのが濾過時間
の短縮に有効である。

【００１３】その為スラリーとケーキの界面を超音波
式、静電容量式測定器などの界面検出手段により検出
し、スラリー供給口の先端部をケーキ上表面の近傍まで
上下方向に移動させて、上蓋ノズルから気体を供給して
加圧するか、或いはスラリータンクを減圧にして吸引す
るかの方法により、スラリーを前記スラリー供給口を経
由してスラリータンクへ排出する方法がとられる。

【００１４】又、ケーキ上部に存在するスラリーを排出
する速度はケーキを通して濾過する速度より大きいか
ら、上部濾材の上側に存在する濾液が下方へ流れる速度
も大きくなる。従って、上部濾材が逆洗され易く、乾燥
時の排気抵抗が小さくなり乾燥時間の短縮に効果があ
る。

【００１５】前記スラリー供給口の先端部を上下に移動
する方法としては前記胴部の上部よりスラリー供給パイ
プを垂直或いは斜めに上下方向へ移動させる方式、或い
は前記胴部側面に配置したエルボウ型パイプを回転させ
てスラリー供給口の先端部を上下に移動させる方式等が
とられる。

【００１６】前記胴部に電気抵抗加熱、電気誘導加熱な
どの電気式加熱装置或いはスチーム、液状熱媒体などの
熱媒体を流通させるジャケット等の加熱装置と、熱電対
或いは抵抗式温度計などの温度測定器及び制御装置から
なる温度調節手段を備えることは濾過乾燥操作に有効で
ある。又、高融点の濾液を取り扱う場合などには上蓋と
下蓋の少なくとも一方に胴部と同様の温度調節手段を備
えることで対応出来る。

【００１７】前記胴部の内部下方でかつ、下側濾材の上
部との間に空間を有する位置に伝熱部材を配置すること
は、伝熱面積の増大化と固形物の塊をほぐすこと及び混
合を促進することに効果があり、固形物を均一に乾燥す
ること及び乾燥時間の短縮に有効である。

【００１８】伝熱部材は、振動により固形物が伝熱部材
の上から落下移動し、固形物をほぐすことや混合を促進
する形状が選定される。即ち、丸棒状、傾斜プレート状
など上側が傾斜した形状が選定される。又、伝熱部材の
内部に電熱ヒーターを配置すること、或いは伝熱部材を
中空にして熱媒体を通す方法など胴部と同様の温度調節
手段が選定される。

【００１９】前記振動発生手段としては１基或いは複数
基の電気式振動モーター、或いは発振部を伝動装置を介
して原動機で駆動させる機械式等が利用出来る。

【００２０】また、振動の周期、振幅及びタイミングを
濾過、圧搾及び乾燥の各工程、或いは処理物質の性質に
応じて選定することは各工程の処理時間の短縮及びエネ
ルギー効率の面から有効である。

【００２１】前記胴部及び濾材及び上蓋及び下蓋の組合
せを支持するスプリングの如き弾性体を備えることも有
効である。

【００２２】前記濾材は濾紙或いは濾布を２枚の多孔性
板材の間に挟在させたもの、各種金属の金網を組合せた
もの、或いは粒状又は繊維状金属を焼結させたもの等が
選定される。

【００２３】又、下部濾材は濾材上部にケーキを堆積し
圧搾することから平板状が望ましいがそれに限定される
ものではなく、上部濾材は平板状の他に筒状その他濾過
面積の大きい濾材が選定出来る。

【００２４】前記胴部、濾材、上蓋及び下蓋の処理物質
に接触する部分は処理物質により腐食せず、かつ処理物
質を変質させない材料を選定することができる。即ち、
各種ステンレス、ハステロイ、ガラスライニング材料及
びテフロン（登録商標）コーティング材料などの耐食性
材料が有効である。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照しつつ本発明
に係る濾過乾燥装置の実施形態例を説明する。図１は本
発明に係る濾過乾燥装置の一実施形態を示す側面図であ
る。図１に示すように、本発明に係る濾過乾燥装置１は
上下端開口面に濾材を配して、上蓋５０及び下蓋６０が
装着された円筒型の胴部２０の脚２３に振動装置４０が
装着され、胴部の複数の脚２３は弾性体４１をはさんで
架台４２に設置される。胴部２０はスラリー供給口２１
及び固形物排出口２２を有し、ケーキ界面検出器２４が
装着されている。 上蓋５０は濾液の排出及び圧搾用及
び乾燥用ガスの給排気に用いる上蓋ノズル５１を有す
る。下蓋６０は濾液排出及び乾燥用ガスの供給に用いる
下蓋ノズル６１を有する。

【００２６】図２は濾過乾燥装置１を上部より見た平面
図である。図２に示すように複数の振動装置４０は胴部
に等間隔に配置され濾過乾燥装置１の各部に均等な振動
を与える。スラリー供給口２１及び固形物排出口２２は
胴部側面に配置され、上蓋ノズル５１は上蓋中央部に配
置される。

【００２７】図３は上蓋５０、円盤状上部濾材３０、円
筒状胴部２０、円盤状下部濾材３１及び下蓋６０の組合
せの内部構造を示す部分縦断面図である。図３に示すよ
うに上下端面が開口面とされている円筒状の胴部２０と
胴部の上下の開口面を各々覆うように配置され、スラリ
ー中の固形物と液体を分離する円盤状の上部濾材３０、
下部濾材３１と、胴部の側面に設けられたスラリーの供
給口２１及び固形物の排出口２２と、胴部の上側の開口
面に脱着可能に被せられる上蓋５０と、胴部の下側の開
口面に脱着可能に被せられる下蓋６０を備える。

【００２８】ケーキ界面検出器２４でケーキ表面の位置
を検出すれば、スラリー供給口２１を矢印の様に回転さ
せることにより胴部内部にある先端部をケーキ表面近傍
に移動させることが出来る。即ち、スラリー供給口２１
の回転角度と先端部の上下方向の位置を予め測ってお
き、必要な角度を回転すればよい。回転部はグランドパ
ッキン、Ｏ−リング等でシールすればよく、回転角度は
９０度以内でよいからフレキシブルホースを介して固定
スラリー配管に接続すれば回転に支障はない。

【００２９】更に、胴部には熱媒体用ジャケット２５、
熱媒体出入口２６及び内部に熱媒体を通す傾斜プレート
状の伝熱部材２７を備える。ジャケット２５及び伝熱部
材２７はケーキの乾燥に必要な熱量を供給する。

【００３０】又、上蓋５０及び下蓋６０は上部濾材３
０、下部濾材３１を経た濾液の排出及び給排気に用いる
上蓋ノズル５１、下蓋ノズル６１を有している。

【００３１】上蓋５０と胴部２０の間の上部濾材３０の
濾過面には、振動装置４０による振動により固形物は堆
積し難く落下するため濾過時間が経過してもケーキの堆
積による濾過抵抗の増大がないことから濾過速度の低下
が少ないため短時間に固液分離がなされる。

【００３２】下蓋６０と胴部２０の間の下部濾材３１の
濾過面には濾過時間の経過と共に下部濾材により分離さ
れた固形物と上部濾材３０により分離され振動により落
下した固形物のケーキが堆積する。

【００３３】即ち、従来の下面のみに濾過面を有する濾
過乾燥装置に比較し短時間に固液分離が出来る。

【００３４】図４は熱媒体通路を示す胴部の横断面図で
ある。胴部ジャケット２５に接続した複数の傾斜プレー
ト状の伝熱部材２７は胴部の内部中央部で互いに結合し
ている。スチーム等の熱媒体は熱媒体出入口２６より供
給及び排出され胴部熱媒体ジャケット２５及び伝熱材２
７の内部へ通される。固形物排出口２２はノズル部にケ
ーキが入らないよう胴部内表面まで塞ぐ蓋が取り付けら
れる。

【００３５】図５は傾斜プレート状の伝熱部材２７の断
面図である。伝熱部材を傾斜プレート状にすることによ
り、傾斜プレート上の固形物は振動により傾斜にそって
移動するから固形物の混合が促進され均等な乾燥がなさ
れる。

【００３６】図６は本発明の濾過乾燥装置の使用状態を
示す配管系統図であり濾過乾燥装置はフレキシブルホー
ス１０により各配管に接続されている。熱媒体配管は図
示していない。本発明の濾過乾燥装置によりスラリーか
ら乾燥固形物を得る方法は濾過工程、圧搾工程及び乾燥
工程の３工程からなる。以下図６に基き各工程を説明す
る。

【００３７】濾過工程では、スラリーはスラリータンク
７０よりポンプ７１によりスラリー供給口２１から濾過
乾燥装置の胴部へ供給される。濾過圧力が所定の圧力に
なるようポンプ回転数の制御などによりスラリー流量は
調整される。この場合、弁７２、７４は開、弁７３、７
５は閉である。

【００３８】上下の濾材により濾過された濾液は上蓋ノ
ズル５１、下蓋ノズル６１を通り濾液タンク８０へ排出
される。上部濾材から振動により落下したケーキ及び下
部濾材により分離されたケーキは下部濾材の上に堆積す
る。この場合弁８１、８２は開、弁８３、８４、８５は
閉である。

【００３９】所定量のスラリー供給が完了すれば、ポン
プ７１を停止し弁７４を閉、弁７５を開にして、ケーキ
界面の近傍へスラリー供給口の先端を移動し、更に弁８
３、８６を開にして処理物質に影響を与えない空気或い
は窒素等のガスを供給して、胴部２０内部に残っている
スラリーをスラリータンク７０へ戻して次のサイクルへ
まわす。この場合、弁８１，８７は閉である。

【００４０】これにより、厚く堆積したケーキ層を時間
をかけて濾過する必要がないことと、上部濾材３０の上
にある濾液により上部濾材３０の逆洗浄が行われること
から、上部濾材３０の濾過抵抗の増加が防げるため全体
所要時間の短縮に有効である。

【００４１】圧搾工程では弁７４、７５、８１、８４、
８７を閉にし、弁８３、８６を開にして処理物質に影響
を与えない空気或いは窒素等の圧搾用ガスを供給する。
ケーキより絞り出された濾液は下蓋ノズル６１から弁８
２を通りタンク８０へ入る。

【００４２】圧搾工程において、ケーキに振動が加えら
れることは、ケーキのひび割れが防げるため圧搾ガスの
素抜けがなくケーキの含液率の低下に有効である。ま
た、真空源に接続する配管の弁８８を開くことにより、
濾液タンク８０を減圧にして、下部濾材より濾液を吸引
することはケーキの含液率の低下に有効であり、次工程
の乾燥時間の短縮につながる。

【００４３】乾燥工程では弁８２を閉にし、弁８４を開
き乾燥ガスを下蓋ノズル６１を通して供給する。弁７
４，７５、８１、８６は閉である。排気ガスは上部濾材
３０により粉塵が除去され、上蓋ノズル５１及び弁８
３、８７を通って排気される。胴部ジャケット２５及び
伝熱部材２７からの加熱と、振動装置４０による振動及
び乾燥ガスによる振動流動作用により、固形物の乾燥は
促進される。

【００４４】又、コンデンサーで排気ガス中の液体を凝
縮させた後、真空装置により減圧に吸引することも固形
物の乾燥に有効である。胴部ジャケット２５、伝熱部材
２７の温度及び下蓋ノズル６１より供給される乾燥ガス
の種類、温度、圧力及び風量は取扱う物質の性質に応じ
て適宜選定される。

【００４５】乾燥後の固形物は、固形物排出口２２より
外部へ取出される。その際、固形物排出口２２が下方に
なるように濾過乾燥装置１をジャッキ等の手段で傾斜さ
せることと、下蓋ノズル６１から供給する固形物に対し
不活性なガスと振動により粉状の固形物を流動化させる
ことにより固形物の排出は容易になる。

【００４６】同一銘柄の物質は上記の濾過、圧搾、乾燥
及び乾燥固形物排出の一連の工程を１サイクルとして繰
り返すことにより処理される。

【００４７】尚、ケーキ洗浄が必要な場合は圧搾工程の
前或いは後で、下蓋ノズル又は上蓋ノズル或いはスラリ
ー供給口より洗浄液を供給して洗浄することは可能であ
る。

【００４８】銘柄切替をする場合は、胴部から上蓋、下
蓋及び上下の濾材を分解して洗浄するが、濾過乾燥装置
内部に撹拌機等の付属物が無いため分解及び洗浄が容易
であり短時間で銘柄切替が可能である。また濾材は銘柄
切替の際に新しい物に交換することが時間短縮に加え品
質管理上からも有効である。

【００４９】

【発明の効果】本発明に係る濾過乾燥装置は、上下端面
の開口面に濾材を挟んで上蓋と下蓋を配し、スラリー供
給口と乾燥固形物の排出口を有し、内部下方に傾斜プレ
ート状等の伝熱部材を有する胴部と、前記上蓋と下蓋は
各々前記濾材を経た濾液を排出すること及び乾燥ガスの
給排気に用いるノズルを有し、前記胴部及び濾材及び上
蓋及び下蓋の組合せを振動させる振動装置を有する構成
とすることにより、従来の濾過乾燥装置に比較してスラ
リーから乾燥固形物を短時間に得ることが出来、かつ装
置の洗浄が容易に出来る。

【００５０】更に、濾過工程においてスラリー供給停止
後スラリーとケーキの界面を検出して、スラリー供給口
の先端部をケーキ上面近傍に上下に移動させて、ケーキ
上部にあるスラリーを排出してスラリータンクへ戻し、
次のサイクルで濾過することにより全体の所要時間が短
縮される。

【００５１】又、難濾過性のスラリーで濾液が有用物で
ある場合などには本発明の濾過乾燥装置を濾過操作のみ
に利用して濾過装置として使用することも出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る濾過乾燥装置の一実施形態を示
す側面図である。

【図２】 図１に示す濾過乾燥装置の平面図である。

【図３】 内部構造を示す部分縦断面図である。

【図４】 胴部横断面図である。

【図５】 伝熱材の断面図である。

【図６】 本発明の濾過乾燥装置の使用状態を示す配管
系統図である。

【符号の説明】

１ 濾過乾燥装置 １０ フレキシブルホー
ス ２０ 胴部 ２１ スラリー供給口 ２２ 固形物排出口 ２３ 脚 ２４ ケーキ界面検出器 ２５ ジャケット ２６ 熱媒体出入口 ２７ 伝熱部材 ３０ 上部濾材 ３１ 下部濾材 ４０ 振動装置 ４１ 弾性体 ４２ 架台 ５０ 上蓋 ５１ 上蓋ノズル ６０ 下蓋 ６１ 下蓋ノズル ７０ スラリータンク ７１ ポンプ ７２〜７６ 弁 ８０ 濾液タンク ８１〜８８ 弁

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ２６Ｂ 3/22 Ｂ０１Ｄ 29/04 ５２０Ｃ 9/08 ５２０Ｆ 29/38 ５１０Ａ 29/42 ５０１Ａ ５１０ ５２０

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スラリー中の固形物を濾過分離し乾燥する
   ための温度調節手段を備えた濾過乾燥装置であって、上
   下端面が開口面とされている胴部と、前記胴部の上下の
   開口面を各々覆うように配置され濾過によりスラリー中
   の固形物を分離する濾材と、前記胴部にスラリーの供給
   口及び乾燥固形物の排出口と、前記胴部の上側の開口面
   に脱着可能に被せられる上蓋と、前記胴部の下側の開口
   面に脱着可能に被せられる下蓋とを備え、前記上蓋及び
   下蓋は各々前記濾材を経た濾液を排出すること及び乾燥
   用ガスの給排気に用いるノズルを有し、前記胴部及び濾
   材及び上蓋及び下蓋の組合せを振動させる振動発生手段
   を備えたことを特徴とする濾過乾燥装置。
2. 【請求項２】前記胴部はスラリーとケーキとの界面を検
   知する手段を備え、前記スラリー供給口の先端部を上下
   方向に移動可能にしてケーキ上部に存在するスラリーを
   排出することに用いることを特徴とする請求項１記載の
   濾過乾燥装置。
3. 【請求項３】前記胴部の内部下側の、下部濾材の濾過面
   との間に空間を有する位置に、長手方向に対し直角に切
   った断面形状が円形或いは上側が傾斜をなす形状の、温
   度調節手段を有する伝熱部材を備えたことを特徴とする
   請求項１及び２記載の濾過乾燥装置。