JP2005066553A5 - - Google Patents

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溶液の超音波分離方法ずこの方法に䜿甚される超音波分離装眮
本発明は、䞻ずしお酒や酒原料等のアルコヌル溶液から曎に高濃床のアルコヌルを分離する溶液の超音波分離方法ず装眮に関する。
本発明者は、衚面過剰ずなる物性を瀺す目的物質であるアルコヌルを分離する装眮を開発した。特蚱文献参照
特開−号公報
この分離装眮は、アルコヌル溶液を閉鎖構造の超音波霧化宀に充填し、この超音波霧化宀のアルコヌル溶液を超音波振動子で超音波振動させおミストに霧化し、霧化されたミストを凝集させお回収しお高濃床のアルコヌル溶液を分離する。この分離装眮が目的物質ずしお高濃床のアルコヌルを分離できるのは、以䞋の動䜜による。
速やかに衚面に移行しお衚面過剰ずなる物性を瀺すアルコヌルは、衚面の濃床が高くなっおいる。この状態で超音波振動させるず、衚面の溶液が超音波振動の゚ネルギヌで搬送気䜓䞭にミストずなっお埮现な粒子で攟出される。搬送気䜓䞭に攟出されたミストはアルコヌル濃床が高くなっおいる。アルコヌル濃床の高い衚面の溶液がミストずなるからである。したがっお、ミストを凝集しお回収するず、高濃床のアルコヌル溶液が分離される。この方法は、溶液を加熱しないで高濃床のアルコヌル溶液を分離できる。このため、少ない゚ネルギヌ消費で高濃床に目的物質を分離できる。たた、加熱しないので目的物質を倉質させるこずなく分離できる特長もある。
図は、溶液を超音波振動させおミストずし、これを回収郚で凝集させお回収する装眮のブロック図である。この図の超音波分離装眮は、超音波霧化宀で発生するミストを回収郚で凝集させお回収する。この装眮を䜿甚しお高濃床のアルコヌルを分離する堎合、ミストのアルコヌル濃床は倉化する。ミストのアルコヌルは、超音波霧化宀で発生した盎埌に高く、その埌次第に䜎䞋しお回収郚に移送される。超音波霧化宀から回収郚に移送される途䞭で、ミストに含たれるアルコヌルが気化しお蒞気ずなるからである。ミストからはアルコヌルず氎の䞡方が気化しお蒞気ずなる。ただ、アルコヌルは氎よりも蒞気になりやすい。このため、ミストが気化されるず、氎よりもアルコヌルがより倚く気化されお、ミストのアルコヌル濃床は䜎䞋する。したがっお、超音波霧化宀で発生したミストは、次第にアルコヌル濃床が䜎䞋しながら回収郚に移送される。
移送されるミストのアルコヌルは気化されお蒞気ずなるので、回収郚に䟛絊されるアルコヌルは 埮现な液滎であるミストの状態ず、気化された蒞気の状態ずなる。ミストの状態で䟛絊されるアルコヌルは、回収郚で凝集しお回収され、蒞気のアルコヌルは、搬送気䜓を冷华し、結露させお回収される。アルコヌル蒞気は、結露させお回収できるが、結露させお回収できるアルコヌル量は制限される。冷华された搬送気䜓が倚少のアルコヌルず氎を気䜓の状態で含むこずができるからである。図は空気が氎を蒞気の状態で含むこずができる飜和氎蒞気量曲線である。いいかえるず湿床である飜和状態における空気に含たれる氎の総量ず枩床の関係を瀺すグラフである。この図は空気に含たれる氎の量を瀺しおいるが、空気は氎ずアルコヌルずをトヌタルで含むこずができる量が、この図に瀺すように枩床によっお倉化し、枩床が高くなるず増加し、枩床が䜎くなるず枛少する。
この図から明らかなように、搬送気䜓ずしお䜿甚される空気は、枩床が䜎くなるず含むこずができるの氎の量が少なくなるので、空気を冷华するず過飜和な氎ずアルコヌルが気䜓から液䜓ずなっお結露する。ただ、このグラフから明らかなように、空気枩床がたずえ℃ずなっおも、氎を蒞気の状態で含むこずができるので、党おのアルコヌルを結露しお回収できない。
ずくに困ったこずに、ミストから気化されお搬送気䜓に含たれるアルコヌルず氎は、結露しお回収するず、アルコヌルよりも氎が結露しお回収されやい。すなわち、ミストからは氎よりもアルコヌルが気化しやすく、気化した埌は、氎がアルコヌルよりも結露しやすい。このため、搬送気䜓に含たれるアルコヌル濃床は、搬送気䜓を冷华しおアルコヌルず氎を回収した埌は、さらに高くなる。アルコヌルが気化しやすく、結露し難いからである。たずえば、超音波霧化宀で発生したミストのアルコヌルのモル濃床がモル、回収郚に䟛絊されたミストのアルコヌル濃床がモルず䜎䞋するが、搬送気䜓に含たれる蒞気のアルコヌルのモル濃床は、回収郚に䟛絊される状態でモル、回収郚から排出される状態ではモルず極めお高くなる。このこずから、超音波霧化宀で高濃床のアルコヌルをミストずしながら、これを有効に回収できおいないこずがわかる。この匊害は、たずえば、搬送気䜓を冷华する枩床を䜎くしお、アルコヌルず氎をさらに効率よく結露させお回収するこずで解消できる。ただ、搬送気䜓の枩床を䜎くするず、冷华のために消費する゚ネルギヌが倧きくなっおランニングコストが高くなる。さらに、超音波霧化宀に䜎枩の搬送気䜓を䟛絊するず、溶液をミストにする効率が著しく䜎䞋するので、䜎枩の搬送気䜓は加枩しお超音波霧化宀に䟛絊する必芁がある。このずき、搬送気䜓の枩床が䜎いほど、加枩のために倧きな゚ネルギヌを必芁ずする欠点もある。
したがっお、埓来の超音波分離装眮は、超音波霧化宀でアルコヌル濃床の高いミストを発生させながら、これを効率よく有効に回収するのが難しい欠点があった。本発明は、このような欠点を解決するこずを目的に開発されたものである。本発明の重芁な目的は、溶液から発生するミストに含たれる目的物質を効率よく回収できる溶液の超音波分離方法ず超音波分離装眮を提䟛するこずにある。
本発明の溶液の超音波分離方法は、目的物質を含む溶液を、超音波霧化宀で超音波振動させおミストに霧化し、霧化されたミストを回収郚に移送し、回収郚で目的物質を凝集させお回収しお、目的物質を溶液から分離する。さらに、超音波分離方法は、回収郚でミストを回収した埌、次回収郚でもっお、目的物質の蒞気を吞着剀に吞着させお回収する。
ただし、目的物質を含む溶液は、以䞋のものである。
(1) 枅酒、ビヌル、ワむン、食酢、みりん、スピリッツ、焌酎、ブランデヌ、りむスキヌ、リキュヌル
(2) ピネン、リナロヌル、リモネン、ポリフェノヌル類などの銙料、芳銙成分ないし銙気成分を含む溶液
(3) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合した物質を含む溶液
(4) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をハロゲンによっお眮き換えた物質を含む溶液
(5) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基を氎酞基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(6) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をアミノ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(7) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をカルボニル基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(8) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をカルボキシル基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(9) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をニトロ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(10) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をシアノ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(11) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をメルカプト基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(12) 前述の(3)〜(11)の目的物質に含たれるいずれか䞀぀以䞊の原子を金属むオンによっお眮換した物質を含む溶液
(13) 先述の(3)〜(11)の目的物質に含たれる分子のうち任意の氎玠原子、炭玠原子もしくは官胜基を(3)〜(11)の分子のうち任意の分子で眮き換えた物質を含む溶液
本発明の請求項の超音波分離方法は、霧化されたミストを搬送気䜓ず共に移送し、回収郚でミストが回収された搬送気䜓を次回収郚に移送しお、搬送気䜓に含たれる目的物質の蒞気を次回収郚で回収する。本発明の請求項の超音波分離方法は、搬送気䜓を回収郚で冷华しお、搬送気䜓䞭に含たれる目的物質の蒞気を結露させお回収するこずができる。さらに、本発明の請求項の超音波分離方法は、次回収郚から排出される搬送気䜓を加枩しお超音波霧化宀に埪環させるこずができる。
さらに、本発明の請求項の溶液の超音波分離装眮は、目的物質を含む溶液が䟛絊される超音波霧化宀ず、この超音波霧化宀の内郚においお、溶液を超音波振動でミストに霧化する超音波振動子ず、この超音波振動子に接続されお超音波振動子に高呚波電力を䟛絊しお超音波振動させる超音波電源ず、超音波振動子で霧化されたミストを移送しお、ミストを凝集させお回収する回収郚ず、この回収郚から排出される目的物質の蒞気を吞着剀に吞着させお回収する次回収郚ずを備える。超音波分離装眮は、超音波霧化宀で霧化されたミストを回収郚で凝集させお回収し、さらに次回収郚で目的物質の蒞気を吞着剀に吞着させお回収する。
ただし、目的物質を含む溶液は、以䞋のものである。
(1) 枅酒、ビヌル、ワむン、食酢、みりん、スピリッツ、焌酎、ブランデヌ、りむスキヌ、リキュヌル
(2) ピネン、リナロヌル、リモネン、ポリフェノヌル類などの銙料、芳銙成分ないし銙気成分を含む溶液
(3) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合した物質を含む溶液
(4) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をハロゲンによっお眮き換えた物質を含む溶液
(5) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基を氎酞基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(6) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をアミノ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(7) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をカルボニル基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(8) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をカルボキシル基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(9) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をニトロ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(10) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をシアノ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(11) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をメルカプト基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(12) 前述の(3)〜(11)の目的物質に含たれるいずれか䞀぀以䞊の原子を金属むオンによっお眮換した物質を含む溶液
(13) 先述の(3)〜(11)の目的物質に含たれる分子のうち任意の氎玠原子、炭玠原子もしくは官胜基を(3)〜(11)の分子のうち任意の分子で眮き換えた物質を含む溶液
本発明の請求項の超音波分離装眮は、超音波霧化宀で霧化されたミストを搬送気䜓ず共に移送しお回収郚で凝集させお回収し、回収郚でミストが回収された搬送気䜓を次回収郚に移送しお、搬送気䜓に含たれる目的物質の蒞気を次回収郚で回収する。本発明の請求項の超音波分離装眮は、回収郚が搬送気䜓を冷华する冷华甚熱亀換噚を備えおおり、この冷华甚熱亀換噚で搬送気䜓を冷华しお搬送気䜓に含たれる目的物質を分離する。
本発明の請求項の超音波分離装眮は、次回収郚が回転されるロヌタヌを備えおおり、このロヌタヌが回転軞の方向に搬送気䜓を通過できる空隙を有するず共に、この空隙には吞着剀を蚭けおいる。このロヌタヌは、吞着領域ず再生領域ずに移動するように回転されおいる。ロヌタヌが吞着領域に移動されるず、目的物質の蒞気を含む搬送気䜓が空隙に通過されお、搬送気䜓に含たれる目的物質が吞着剀に吞着され、ロヌタヌが再生流域に移動させるず、吞着した目的物質を排出し、排出された目的物質を回収する。
本発明の請求項の超音波分離装眮は、ロヌタヌの吞着領域を通過させた搬送気䜓を、次回収郚に通過させお超音波霧化宀に埪環させおいる。
本発明の請求項の超音波分離装眮は、ロヌタヌの再生領域に、吞着剀に吞着された目的物質を分離する回収経路を連結しおおり、この回収経路には、回収気䜓を加枩する加枩噚ず、この加枩噚で加枩された回収気䜓をロヌタヌ再生領域の通路に通過させる送颚機構ず、ロヌタヌの再生領域の隙間を通過しお、目的物質を含む回収気䜓を冷华しお目的物質を回収する凝結熱亀換噚ずを連結しおいる。この超音波分離装眮は、加枩噚で加枩された回収気䜓を再生領域に通過させ、再生領域を通過した回収気䜓を凝結熱亀換噚で冷华しお、気䜓に含たれる目的物質を凝固させお回収する。
本発明の請求項の超音波分離装眮は、搬送気䜓を冷华する冷华甚熱亀換噚ず、回収経路に蚭けられお回収気䜓を冷华する凝結熱亀換噚をひず぀の冷华甚チラヌで冷华しおいる。さらに、本発明の請求項の超音波分離装眮は、回収郚に蚭けおいる冷华甚熱亀換噚ず、回収経路に蚭けおいる凝結熱亀換噚ずを䞀䜓構造の熱亀換噚ずしおいる。
本発明の請求項の超音波分離装眮は、次回収郚ず超音波霧化宀ずの間に、超音波霧化宀に埪環させる搬送気䜓を加枩する加枩甚熱亀換噚を蚭けおいる。さらに、本発明の請求項の超音波分離装眮は、搬送気䜓を加枩する加枩甚熱亀換噚を、回収気䜓を加枩する加枩噚に䜵甚し、加枩甚熱亀換噚で搬送気䜓ず回収気䜓の䞡方を加枩しおいる。
本発明の請求項の超音波分離装眮は、次回収郚ず超音波霧化宀ずの間に、次回収郚から超音波霧化宀に埪環させる搬送気䜓を加枩する加枩甚熱亀換噚を蚭けるず共に、この加枩甚熱亀換噚を凝結熱亀換噚に連結し、凝結熱亀換噚で吞収した熱を加枩甚熱亀換噚から攟熱するようにしおいる。
さらに、本発明の請求項の超音波分離装眮は、吞着剀ずしお、れオラむト、掻性炭、酞化リチりム、シリカゲルのいずれか、もしくはこれらの混合物を䜿甚しおいる。
本発明は、溶液から発生するミストに含たれる目的物質を効率よく回収できる特長がある。それは、本発明の超音波分離方法ず超音波分離装眮が、超音波振動で霧化されたミストを回収郚に移送し、回収郚で目的物質を凝集させお回収するず共に、目的物質の蒞気を次回収郚で吞着剀に吞着させお回収しおいるからである。本発明は、超音波振動で霧化されたミストを回収郚で凝集しお回収するこずに加えお、蒞気ずしお含たれる目的物質であっお、回収郚で回収されなかった目的物質を次回収郚で回収する。したがっお、超音波霧化宀で高濃床に霧化された目的物質を回収郚で回収しながら、蒞気ずしお含たれる目的物質をも有効に回収できる。
ずくに、本発明は、回収郚を冷华する枩床を䜎くしお目的物質をより倚く結露させるのではなく、回収郚ずは別回路の次回収郚においお、目的物質の蒞気を吞着剀に吞着させお回収するこずを特城ずしおいる。このため、霧化されたミストを搬送気䜓ず共に移送する請求項の超音波分離方法ず請求項の超音波分離装眮においおも、回収郚で搬送気䜓を冷华のために消費する゚ネルギヌを倧きくするこずなく、たた、超音波霧化宀で溶液を効率よくミストに霧化するために、搬送気䜓を加枩する゚ネルギヌを倧きくするこずなく、搬送気䜓を理想的に埪環できる。したがっお、本発明では、ランニングコストを䜎枛しながら、搬送気䜓に含たれる目的物質を極めお効率よく回収できる。
以䞋、本発明の実斜䟋を図面に基づいお説明する。ただし、以䞋に瀺す実斜䟋は、本発明の技術思想を具䜓化するための溶液の超音波分離方法ずこの方法に䜿甚される超音波分離装眮を䟋瀺するものであっお、本発明は超音波分離方法ず超音波分離装眮を䞋蚘のものに特定しない。
さらに、この明现曞は、特蚱請求の範囲を理解し易いように、実斜䟋に瀺される郚材に察応する番号を、「特蚱請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に瀺される郚材に付蚘しおいる。ただ、特蚱請求の範囲に瀺される郚材を、実斜䟋の郚材に特定するものでは決しおない。
本発明の溶液の超音波分離装眮は、目的物質を含む溶液から目的物質を分離する。溶液の溶媒ず溶質を特定するものではないが、溶媒は、䞻ずしお氎であるが、氎以倖にもアルコヌル等の有機溶媒も䜿甚できる。目的物質を含む溶液は、以䞋のものである。
(1) 枅酒、ビヌル、ワむン、食酢、みりん、スピリッツ、焌酎、ブランデヌ、りむスキヌ、リキュヌル
(2) ピネン、リナロヌル、リモネン、ポリフェノヌル類などの銙料、芳銙成分ないし銙気成分を含む溶液
(3) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合した物質を含む溶液
(4) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をハロゲンによっお眮き換えた物質を含む溶液
(5) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基を氎酞基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(6) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をアミノ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(7) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をカルボニル基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(8) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をカルボキシル基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(9) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をニトロ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(10) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をシアノ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(11) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をメルカプト基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(12) 前述の(3)〜(11)の目的物質に含たれるいずれか䞀぀以䞊の原子を金属むオンによっお眮換した物質を含む溶液
(13) 先述の(3)〜(11)の目的物質に含たれる分子のうち任意の氎玠原子、炭玠原子もしくは官胜基を(3)〜(11)の分子のうち任意の分子で眮き換えた物質を含む溶液
以䞊の溶液に含たれる目的物質は、衚面に移行しお衚面過剰ずなる物性がある。この目的物質は、衚面濃床が高くなるので、これを超音波振動させお衚面の溶液をミストにしお霧化させるず、ミストは目的物質の濃床が高くなる。したがっお、このミストを凝集しお回収するず、目的物質の濃床を高くできる。すなわち、溶液から高濃床の目的物質を含むものを分離できる。
以䞋、目的物質をアルコヌルずする溶液から高濃床にアルコヌルを分離する装眮ず方法を瀺す。ただし、本発明は目的物質をアルコヌルに特定せず、䞊述の溶液に含たれる党おの目的物質を分離できる。
図ないし図に瀺す超音波分離装眮は、溶液を䟛絊する閉鎖構造の超音波霧化宀ず、この超音波霧化宀の溶液を超音波振動させおミストに霧化する、個たたは耇数の超音波振動子ず超音波電源を備える超音波霧化機ず、超音波霧化機で霧化されたミストを凝集させお回収する回収郚ず、この回収郚に連結しおいる次回収郚ず、回収郚ず次回収郚ず超音波霧化宀ずにミストず搬送気䜓を埪環させるブロアずを備える。これらの図に瀺す装眮は、超音波霧化宀で霧化されたミストを、ブロアでもっお搬送気䜓ず共に回収郚ず次回収郚に埪環させおいる。ただ、超音波分離装眮は、図瀺しないが、静電堎や超音波を利甚しおミストを移送する構造ずするこずもできる。
図ないし図に瀺す超音波分離装眮は、超音波霧化宀で霧化された溶液のミストを、閉鎖構造の回収郚に流入させる。回収郚は埮现なミストを凝集させ、さらにミストから気化した蒞気を結露させお高濃床のアルコヌル溶液ずしお回収する。
溶液はポンプで超音波霧化宀に䟛絊される。超音波霧化宀は、䟛絊される党おの溶液をミストずしお霧化させない。党おの溶液を霧化しお回収郚で回収するず、超音波霧化宀に䟛絊する溶液ず、回収郚で回収される溶液のアルコヌル等の目的物質濃床が同じになるからである。超音波霧化宀に䟛絊された溶液は、ミストずしお霧化しお容量が少なくなるにしたがっお、目的物質の濃床が䜎䞋する。このため、ミストに含たれる目的物質の濃床も次第に䜎䞋する。超音波霧化宀の溶液は、目的物質濃床が䜎䞋するず新しいものに入れ換えられる。
超音波霧化宀は、たずえば、目的物質の濃床が〜重量である溶液を霧化しお、目的物質の濃床が䜎䞋した埌、溶液を新しいものに入れ換える。䞀定の時間経過するず溶液を新しいものに入れ換える方法、すなわちバッチ匏に溶液を亀換する。ただ、超音波霧化宀に、ポンプを介しお溶液を蓄えおいる原液槜を連結し、原液槜から連続的に溶液を䟛絊するこずもできる。この装眮は、超音波霧化宀の溶液を排出しながら、原液槜から溶液を䟛絊しお、超音波霧化宀の溶液のアルコヌル等の目的物質濃床が䜎䞋するのを防止する。
超音波霧化宀の溶液は、超音波霧化機でミストに霧化される。超音波霧化機で霧化されたミストは、溶液よりも目的物質の濃床が高くなる。したがっお、超音波霧化機で溶液をミストに霧化し、ミストを凝集しお回収し、さらにミストから気化した蒞気を回収しお、高濃床な溶液を効率よく分離できる。
超音波霧化宀の溶液は、超音波振動されお、超音波霧化宀の溶液よりも高濃床なミストずなっお溶液面から飛散する。溶液を超音波振動させるず、溶液面に液柱ができ、この液柱の衚面からミストが発生する。図に瀺す超音波霧化機は、溶液を充填しおいる超音波霧化宀の底に、超音波霧化機の超音波振動子を䞊向きに配蚭しおいる。超音波振動子は、底から溶液面に向かっお䞊向きに超音波を攟射しお、溶液面を超音波振動させお、液柱を発生させる。超音波振動子は、垂盎方向に超音波を攟射する。
図の超音波霧化機は、耇数の超音波振動子ず、これ等の超音波振動子を超音波振動させる超音波電源ずを備える。超音波振動子は超音波霧化宀の底に氎密構造に固定される。耇数の超音波振動子が溶液を超音波振動させる装眮は、より効率よく溶液をミストに霧化する。
耇数の超音波振動子は、図ず図に瀺すように、防氎構造で脱着プレヌトに固定される。耇数の超音波振動子を固定しおいる脱着プレヌトは、図ず図に瀺すように、防氎構造で脱着できるように超音波霧化宀のケヌシングに装着される。この脱着プレヌトが超音波霧化宀のケヌシングに装着されお、各々の超音波振動子は超音波霧化宀の溶液を超音波振動する。
図ず図に瀺す脱着プレヌトは、衚面プレヌトず裏面プレヌトを備えおおり、衚面プレヌトず裏面プレヌトを積局しお、衚面プレヌトず裏面プレヌトの間に超音波振動子を防氎構造で挟着しおいる。衚面プレヌトは貫通孔を開口しおおり、この貫通孔に振動面を䜍眮させお超音波振動子を衚面プレヌトず裏面プレヌトに挟着しお固定しおいる。裏面プレヌトは、超音波振動子を嵌入する凹郚を蚭けお、この凹郚に超音波振動子を嵌入しおいる。図の脱着プレヌトは、裏面プレヌトに凹郚を蚭けおいるが、衚面プレヌトに凹郚を蚭けお、この凹郚に超音波振動子を嵌入するこずもできる。
超音波振動子ず衚面プレヌトずの間を防氎構造ずするために、衚面プレヌトず超音波振動子ずの間にパッキンを挟着しおいる。図に瀺す超音波霧化機は、超音波振動子ず裏面プレヌトずの間にもパッキンを挟着しお防氎構造ずしおいる。ただし、超音波霧化機は、必ずしも超音波振動子ず裏面プレヌトずの間を防氎構造ずする必芁はない。それは、超音波振動子ず衚面プレヌトずの間を防氎構造ずする脱着プレヌトを超音波霧化宀のケヌシングの䞋面に固定しお、超音波霧化宀の溶液が挏れるのを阻止できるからである。パッキンは、ゎム状匟性䜓のリングである。リングのパッキンは、超音波振動子の振動面の倖呚瞁ず衚面プレヌトずの察向面に配蚭されお、超音波振動子の振動面ず衚面プレヌトずの間を防氎構造ずしお、この間から氎が挏れるの阻止する。さらに、超音波振動子の倖呚ず裏面プレヌトずの間を防氎構造で連結する。
パッキンは、テフロン登録商暙、シリコン、倩然たたは合成ゎム等のゎム状匟性䜓である。このパッキンは、超音波振動子ず衚面プレヌトずの間、超音波振動子ず裏面プレヌトずの間に、匟性倉圢しお抌し぀ぶされる状態で挟着されお、超音波振動子ず衚面プレヌト及び裏面プレヌトの衚面に隙間なく密着しお連結郚分を防氎構造ずする。ただし、パッキンには、銅、シンチュり、アルミニりム、ステンレス等の金属をリング状に加工した金属パッキンも䜿甚できる。
図ず図に瀺す脱着プレヌトは、衚面プレヌトず裏面プレヌトの片偎瞁を蝶番で連結しおいる。この脱着プレヌトは、裏面プレヌトず衚面プレヌトずを開いお、超音波振動子を簡単に脱着できる。超音波振動子を亀換するずき、裏面プレヌトず衚面プレヌトが開かれる。この状態で、叀い超音波振動子を取り出しお新しい超音波振動子ずパッキンを所定の䜍眮に入れる。その埌、裏面プレヌトず衚面プレヌトを閉じお、超音波振動子が亀換される。閉じられた裏面プレヌトず衚面プレヌトは、蝶番の反察偎を止ネゞ図瀺せずで連結し、あるいは超音波霧化宀のケヌシングに固定しお連結される。
以䞊の超音波霧化機は、パッキンを䜿甚しお防氎構造ずしおいるが、パッキンの䜍眮にコヌキング材を充填しお防氎構造ずするこずもできる。さらに、図に瀺す超音波霧化機は、脱着プレヌトを衚面プレヌトず裏面プレヌトからなる枚の金属プレヌト、あるいは非金属の硬質プレヌトで構成しおいるが、脱着プレヌトは図ないし図に瀺すように枚のプレヌトずするこずもできる。この脱着プレヌトは、金属プレヌトあるいは非金属硬質プレヌトで、超音波振動子を配蚭する凹郚を䞊方に、あるいは貫通孔を開口しお蚭けおいる。
図の超音波霧化機は、脱着プレヌトの凹郚に超音波振動子を入れお、超音波振動子の倖呚郚分の䞊䞋にパッキンを配眮しおいる。さらに、脱着プレヌトの開口郚にリングプレヌトを固定しおいる。リングプレヌトは、超音波振動子の䞊面に配眮しおいるパッキンを抌圧しお、超音波振動子を凹郚に防氎構造で固定する。凹郚は底に貫通孔を蚭けお、リヌド線を倖郚に匕き出しおいる。
図の超音波霧化機は、パッキンずリングプレヌトを䜿甚するこずなく、脱着プレヌトの凹郚に入れた超音波振動子をコヌキング材で接着しお防氎構造で固定しおいる。この超音波振動子もリヌド線を凹郚の底郚に開口しおいる貫通孔から倖郚に匕き出しおいる。貫通孔ずリヌド線ずの間にもコヌキング材を充填しお、氎挏れしない防氎構造ずしおいる。
図の超音波霧化機は、脱着プレヌトに貫通孔を開口しおおり、この貫通孔に振動面を䜍眮させお、超音波振動子を脱着プレヌトの䞋面に固定しおいる。超音波振動子を脱着プレヌトに固定するために、脱着プレヌトの底面には固定具を固定しおいる。超音波振動子は、倖呚郚分の䞊䞋に配眮したパッキンを介しお防氎構造で脱着プレヌトに固定しおいる。固定具は段差凹郚を有するリング状で、倖呚瞁郚を貫通する固定ネゞが脱着プレヌトにねじ蟌たれお脱着プレヌトに固定されおいる。固定具は、段差凹郚の底面で超音波振動子の䞋面に配眮しおいるパッキンを抌圧しお、超音波振動子を脱着プレヌトに防氎構造で固定する。固定具は、段差凹郚の底面に貫通孔を蚭けおおり、ここからリヌド線を倖郚に匕き出しおいる。
図ず図は、超音波霧化機を固定する超音波霧化宀を瀺す。これ等の図に瀺す超音波霧化宀は、ケヌシングの底面に開口郚を蚭けお、この開口郚を防氎構造で閉塞するように脱着プレヌトを固定しおいる。脱着プレヌトは、パッキンを介しお防氎構造でケヌシングに固定される。脱着プレヌトを固定するために、ケヌシングの底面には固定金具を固定しおいる。固定金具は字状で、これを貫通する止ネゞで脱着プレヌトを抌圧しお超音波霧化宀のケヌシングに固定する。この構造で超音波霧化宀に固定される耇数の超音波振動子は、ケヌシングの底面から䞊面に向かっお溶液を超音波振動させる。この脱着プレヌトは、超音波霧化宀のケヌシングの底面に、開口郚を閉塞するように、しかも脱着できるように装着される。
脱着プレヌトは、図に瀺すように、超音波霧化宀の溶液䞭に浞挬しお、溶液を超音波振動させるこずもできる。この構造は、簡単に脱着プレヌトを超音波霧化宀に脱着できるように配眮できる。溶液䞭に浞挬される超音波霧化機は、たずえば図に瀺す構造ずしお、超音波振動子の振動面を陀く郚分を防氎構造ずしお脱着プレヌトに固定しおいる。
超音波振動子や超音波電源が超音波霧化宀の溶液を加熱するず、溶液の品質が䜎䞋する。この匊害は、超音波振動子を匷制的に冷华しお解消できる。さらに、奜たしくは超音波電源も冷华する。超音波電源は盎接には溶液を加熱するこずはないが、呚囲を加熱しお間接的に溶液を加熱する。超音波振動子や超音波電源は、図に瀺すように、これ等に冷华パむプを熱結合する状態で配蚭、すなわち、冷华パむプを接觊させる状態で配蚭しお冷华できる。冷华パむプは、冷华機で冷华した液䜓や冷媒、あるいは地䞋氎や氎道氎等の冷华氎を流しお超音波振動子ず超音波電源を冷华する。
超音波霧化宀で霧化された溶液のミストは、回収郚に流入される。ミストを回収郚に流入させるために、回収郚を埪環ダクトで超音波霧化宀に連結しおいる。
回収郚は、ミストを冷华しお凝集させる冷华甚熱亀換噚を内蔵しおいる。冷华甚熱亀換噚は、熱亀換パむプにフィン図瀺せずを固定しおいる。熱亀換パむプに冷华甚の冷媒や冷华氎を埪環させお、冷华甚熱亀換噚は冷华される。超音波霧化宀で霧化されたミストは、䞀郚が気化しお蒞気ずなっお搬送気䜓に含たれる。搬送気䜓が回収郚の冷华甚熱亀換噚で冷华されるず、搬送気䜓に含たれる蒞気は結露、凝集されお回収される。回収郚に搬送気䜓ず共に流入されるミストは、冷华甚熱亀換噚に衝突し、あるいは互いに衝突しお倧きく凝集し、たたは冷华甚熱亀換噚のフィン等に衝突しお倧きく凝集しお溶液ずしお回収される。ミストず蒞気を冷华甚熱亀換噚で凝集しお回収した搬送気䜓は、次回収郚に移送される。搬送気䜓は、次回収郚を介しお再び超音波霧化宀に埪環される。
回収郚は、内郚に耇数枚の邪魔板図瀺せずを配蚭するこずができる。邪魔板は、隣接するものずの間にミストを通過できる隙間を蚭けお、垂盎の姿勢で配蚭される。垂盎の邪魔板は、ミストを衚面に衝突させお付着する溶液を自然に流䞋させお回収できる。邪魔板は、衚面を凹凞面ずしお、ミストをより効率よく接觊させお回収できるようにできる。
さらに、回収郚は、搬送気䜓を匷制送颚しお撹拌するファン図瀺せずを蚭けるこずができる。ファンは、回収郚の搬送気䜓を送颚しお、ミストず蒞気を撹拌する。撹拌されるミストは、互いに衝突しお凝集し、あるいは、邪魔板の衚面に衝突しお凝集される。凝集するミストは、速やかに萜䞋しお回収される。
さらに、回収郚は、ミストを振動させお衝突する確率を高くするミスト振動噚図瀺せずを蚭けるこずもできる。ミスト振動噚は、回収郚の搬送気䜓を振動させる電気振動−機械振動倉換噚ず、この電気振動−機械振動倉換噚を駆動する振動電源ずを備える。電気振動−機械振動倉換噚は、可聎呚波数の音を攟射するスピヌカヌや、可聎呚波数よりも高い超音波を攟射する超音波振動子等である。電気振動−機械振動倉換噚が、ミストを効率よく振動させるために、電気振動−機械振動倉換噚から攟射される振動を回収郚で共振させる。このこずを実珟するために、電気振動−機械振動倉換噚は、回収郚で共振する呚波数で振動させる。いいかえるず、回収郚を電気振動−機械振動倉換噚から攟射される振動に共振する圢状に蚭蚈する。
超音波は人間の可聎呚波数を越える高い呚波数であるので、耳には聞こえない。このため、超音波を攟射するミスト振動噚は、回収郚の気䜓を激しく振動させお、いいかえるず、電気振動−機械振動倉換噚の出力を極めお倧きくしお、人間に音の害を䞎えるこずがない。このため、超音波はミストを激しく振動しお、効率よく衝突させお、速やかに回収できる特長がある。
以䞊の超音波分離装眮は、回収郚に、ミストを効率よく凝集させる装眮を配蚭するので、ミストをより速やかに凝集させお高濃床の溶液ずするこずができる。さらに、図瀺しないが、本発明の超音波分離装眮は、回収郚に、溶液を噎霧するノズルず、ミストを撹拌するファンず、ミストを振動させる振動噚の党おを内蔵させお、最も効率よくミストを凝集できる。たた、ミストを凝集させるふた぀の装眮を内蔵しお、ミストを効率よく凝集させるこずもできる。
超音波霧化宀ず回収郚は、奜たしくは搬送気䜓ずしお䞍掻性ガスを充填する。この装眮は、䞍掻性ガスによっお、超音波霧化宀や回収郚における溶液の倉質が防止される。このため、より高品質な状態で高濃床の溶液を埗るこずができる。ただし、搬送気䜓には空気も䜿甚できる。
次回収郚は、搬送気䜓に含たれる目的物質であるアルコヌル等の蒞気を吞着剀に吞着させお回収する。次回収郚は、加熱された回収気䜓で吞着剀に吞着されたアルコヌルを排出し、回収気䜓を冷华しお排出されたアルコヌルを結露させお回収する。
図ないし図の次回収郚は、回転されるロヌタヌず、このロヌタヌを回転させる回転駆動機構ずを備える。回転駆動機構は、ロヌタヌを所定の速床で回転させる枛速モヌタヌやサヌボモヌタヌである。ロヌタヌは、回転軞の方向に搬送気䜓を通過できる空隙を有するハニカムロヌタヌである。このロヌタヌは、空隙に吞着剀を蚭けおいる。吞着剀には、たずえば、れオラむト、掻性炭、酞化リチりム、シリカゲルのいずれか、もしくはこれらの混合物が䜿甚できる。さらに、ロヌタヌは、蒞気を吞着させる吞着領域ず、吞着した蒞気を排出する再生領域ずに移動するように回転される。図のロヌタヌは、䞊郚を吞着領域ずしお、䞋郚を再生領域ずしおいる。
ロヌタヌは吞着領域に移動されるず、目的物質であるアルコヌルの蒞気を含む搬送気䜓が空隙に通過されお、搬送気䜓に含たれる目的物質のアルコヌルが吞着剀に吞着される。ロヌタヌが回転しお再生領域に移動されるず、吞着した目的物質のアルコヌルを排出する。排出された目的物質のアルコヌルは、回収気䜓を冷华しお回収される。ロヌタヌの吞着領域を通過した搬送気䜓は、再び超音波霧化宀に移動される。
ロヌタヌの吞着剀に吞着された目的物質のアルコヌルを吞着剀から回収するために、ロヌタヌの再生領域には、目的物質のアルコヌルを分離する回収経路を連結しおいる。この回収経路には、加枩噚ず送颚機構ず凝結熱亀換噚を連結しおいる。加枩噚は、ロヌタヌに䟛絊する回収気䜓を加枩する。送颚機構は、加枩噚で加枩された回収気䜓をロヌタヌの再生領域の通路に通過させる。凝結熱亀換噚は、ロヌタヌの再生領域を通過しお、目的物質のアルコヌルを含むようなった回収気䜓を冷华しお、目的物質のアルコヌルを結露させお回収する。
回収気䜓は、加枩噚で加枩されおロヌタヌの再生領域を通過するずきに、吞着剀に吞着されおいる目的物質のアルコヌルを吞着剀から分離する。再生領域を通過しお目的物質のアルコヌル蒞気を含むようになった回収気䜓は、凝結熱亀換噚で冷华される。冷华される回収気䜓は、含有できる目的物質が少なくなり、過飜和になった目的物質のアルコヌルを結露させる。すなわち、凝結熱亀換噚は、回収気䜓に含たれる目的物質のアルコヌルを蒞気から液䜓ずし、あるいは蒞気から固䜓ずしお回収する。
図の超音波分離装眮は、回収気䜓を冷华する凝結熱亀換噚ず、回収郚にあっお搬送気䜓を冷华する冷华甚熱亀換噚をひず぀の冷华甚チラヌで冷华しおいる。この構造は、䞀぀の冷华甚チラヌでふた぀の熱亀換噚を冷华できるので、党䜓の構造を簡単にできる。
さらに、図ず図の超音波分離装眮は、回収郚に蚭けられお搬送気䜓を冷华する冷华甚熱亀換噚ず、回収経路の回収気䜓を冷华する凝結熱亀換噚ずを䞀䜓構造の熱亀換噚ずしおいる。すなわち、ひず぀の熱亀換噚で、搬送気䜓ず回収気䜓ずを冷华しおいる。搬送気䜓ず回収気䜓ずは混合しないように、互いに区画された領域を通過する。
さらに、図の超音波分離装眮は、次回収郚ず超音波霧化宀ずの間に、次回収郚から超音波霧化宀に埪環させる搬送気䜓を加枩する加枩甚熱亀換噚を蚭けおいる。この超音波分離装眮は、超音波霧化宀に䟛絊する搬送気䜓を加枩できるので、超音波霧化宀で胜率よくミストを発生できる。超音波霧化宀においお溶液がミストに霧化される皋床は、溶液ず搬送気䜓の枩床によっお倉化し、搬送気䜓ず溶液の枩床が高くなるずミストの発生量が増加するからである。加枩甚熱亀換噚は、搬送気䜓を〜℃に加枩する。ただし、加枩甚熱亀換噚は、搬送気䜓を〜℃に加枩しお超音波霧化宀に䟛絊するこずもできる。超音波霧化宀に䟛絊される搬送気䜓の枩床が高くなるずミストの発生量は倚くなるが、枩床が高すぎるず、アルコヌル等の目的物質を倉質させる。反察に枩床が䜎いず目的物質をミストにする効率が䜎䞋する傟向がある。
図の超音波分離装眮は、搬送気䜓を加枩するための加枩甚熱亀換噚を回収気䜓を加枩する加枩噚に䜵甚しお、搬送気䜓の加枩甚熱亀換噚で回収気䜓を加枩する。この構造の装眮は、ひず぀の加枩甚熱亀換噚で搬送気䜓ず回収気䜓の䞡方を加枩できる。この加枩甚熱亀換噚は、搬送気䜓ず回収気䜓を分離しお、混合しないように加枩する。
溶液が超音波振動されお溶液面に液柱ができる状態を瀺す抂略断面図である。 空気が含むこずができる飜和氎蒞気量曲線を瀺すグラフである。 本発明の䞀実斜䟋にかかる超音波分離装眮を瀺す抂略構成図である。 本発明の他の実斜䟋にかかる超音波分離装眮を瀺す抂略構成図である。 本発明の他の実斜䟋にかかる超音波分離装眮を瀺す抂略構成図である。 本発明の他の実斜䟋にかかる超音波分離装眮を瀺す抂略構成図である。 超音波霧化宀ず超音波霧化機の䞀䟋を瀺す抂略断面図である。 超音波振動子ず脱着プレヌトの連結構造の䞀䟋を瀺す拡倧断面図である。 図に瀺す脱着プレヌトの平面図である。 脱着プレヌトを超音波霧化宀に装着した状態を瀺す断面図である。 図に瀺す脱着プレヌトず超音波霧化宀の連結構造を瀺す拡倧断面図である。 超音波振動子ず脱着プレヌトの連結構造の他の䞀䟋を瀺す拡倧断面斜芖図である。 超音波振動子ず脱着プレヌトの連結構造の他の䞀䟋を瀺す拡倧断面図である。 超音波振動子ず脱着プレヌトの連結構造の他の䞀䟋を瀺す拡倧断面図である。 脱着プレヌトを超音波霧化宀に配眮する他の䞀䟋を瀺す断面図である。
笊号の説明
 超音波霧化機
 超音波振動子  振動面
 超音波電源
 超音波霧化宀
 回収郚
 ポンプ
 原液槜
 脱着プレヌト  衚面プレヌト  裏面プレヌト
 貫通孔  凹郚
 貫通孔
 ケヌシング  開口郚
 冷华パむプ
 パッキン
 蝶番
 リングプレヌト
 リヌド線
 コヌキング材
 固定具  貫通孔
 固定ネゞ
 パッキン
 固定金具
 止ネゞ
 埪環ダクト
 冷华甚熱亀換噚
 熱亀換パむプ
 次回収郚
 ブロア
 吞着剀
 ロヌタヌ  吞着領域  再生領域
 回転駆動機構
 回収経路
 加枩噚
 送颚機構
 凝結熱亀換噚
 冷华甚チラヌ
 加枩甚熱亀換噚
 溶液面
 液柱

Claims (16)

  1. 目的物質を含む溶液を、超音波霧化宀(4)で超音波振動させおミストに霧化し、霧化されたミストを回収郚(5)に移送し、回収郚(5)で目的物質を凝集させお回収しお、目的物質を溶液から分離する方法においお、
    回収郚(5)でミストを回収した埌、次回収郚(36)でもっお、目的物質の蒞気を吞着剀(38)に吞着させお回収するこずを特城ずする溶液の超音波分離方法。
    ただし、目的物質を含む溶液は、以䞋のものである。
    (1) 枅酒、ビヌル、ワむン、食酢、みりん、スピリッツ、焌酎、ブランデヌ、りむスキヌ、リキュヌル
    (2) ピネン、リナロヌル、リモネン、ポリフェノヌル類などの銙料、芳銙成分ないし銙気成分を含む溶液
    (3) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合した物質を含む溶液
    (4) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をハロゲンによっお眮き換えた物質を含む溶液
    (5) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基を氎酞基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (6) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をアミノ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (7) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をカルボニル基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (8) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をカルボキシル基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (9) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をニトロ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (10) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をシアノ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (11) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をメルカプト基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (12) 前述の(3)〜(11)の目的物質に含たれるいずれか䞀぀以䞊の原子を金属むオンによっお眮換した物質を含む溶液
    (13) 先述の(3)〜(11)の目的物質に含たれる分子のうち任意の氎玠原子、炭玠原子もしくは官胜基を(3)〜(11)の分子のうち任意の分子で眮き換えた物質を含む溶液
  2. 霧化されたミストを搬送気䜓ず共に移送し、回収郚(5)でミストが回収された搬送気䜓を次回収郚(36)に移送しお、搬送気䜓に含たれる目的物質の蒞気を次回収郚(36)で回収する請求項に蚘茉される溶液の超音波分離方法。
  3. 搬送気䜓を回収郚(5)で冷华しお、搬送気䜓䞭に含たれる目的物質の蒞気を結露させお回収する請求項に蚘茉される溶液の超音波分離方法。
  4. 次回収郚(36)から排出される搬送気䜓を加枩しお超音波霧化宀(4)に埪環させる請求項に蚘茉される溶液の超音波分離方法。
  5. 目的物質を含む溶液が䟛絊される超音波霧化宀(4)ず、この超音波霧化宀(4)の内郚においお、溶液を超音波振動でミストに霧化する超音波振動子(2)ず、この超音波振動子(2)に接続されお超音波振動子(2)に高呚波電力を䟛絊しお超音波振動させる超音波電源(3)ず、超音波振動子(2)で霧化されお移送されるミストを凝集させお回収する回収郚(5)ず、この回収郚(5)から排出される目的物質の蒞気を吞着剀(38)に吞着させお回収する次回収郚(36)ずを備え、
    超音波霧化宀(4)で霧化されたミストを回収郚(5)で凝集させお回収し、さらに次回収郚(36)で目的物質の蒞気を吞着剀(38)に吞着させお回収する溶液の超音波分離装眮。
    ただし、目的物質を含む溶液は、以䞋のものである。
    (1) 枅酒、ビヌル、ワむン、食酢、みりん、スピリッツ、焌酎、ブランデヌ、りむスキヌ、リキュヌル
    (2) ピネン、リナロヌル、リモネン、ポリフェノヌル類などの銙料、芳銙成分ないし銙気成分を含む溶液
    (3) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合した物質を含む溶液
    (4) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をハロゲンによっお眮き換えた物質を含む溶液
    (5) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基を氎酞基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (6) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をアミノ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (7) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をカルボニル基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (8) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をカルボキシル基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (9) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をニトロ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (10) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をシアノ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (11) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をメルカプト基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (12) 前述の(3)〜(11)の目的物質に含たれるいずれか䞀぀以䞊の原子を金属むオンによっお眮換した物質を含む溶液
    (13) 先述の(3)〜(11)の目的物質に含たれる分子のうち任意の氎玠原子、炭玠原子もしくは官胜基を(3)〜(11)の分子のうち任意の分子で眮き換えた物質を含む溶液
  6. 超音波霧化宀(4)で霧化されたミストを搬送気䜓ず共に移送しお回収郚(5)で凝集させお回収し、回収郚(5)でミストが回収された搬送気䜓に含たれる目的物質の蒞気を次回収郚(36)で回収する請求項に蚘茉される溶液の超音波分離装眮。
  7. 回収郚(5)が搬送気䜓を冷华する冷华甚熱亀換噚(33)を備えおおり、冷华甚熱亀換噚(33)で搬送気䜓を冷华しお搬送気䜓に含たれる目的物質を分離する請求項に蚘茉される溶液の超音波分離装眮。
  8. 次回収郚(36)が回転されるロヌタヌ(39)を備え、このロヌタヌ(39)は回転軞の方向に搬送気䜓を通過できる空隙を有するず共に、この空隙には吞着剀(38)を蚭けおおり、ロヌタヌ(39)は吞着領域(39A)ず再生領域(39B)ずに移動するように回転され、ロヌタヌ(39)が吞着領域(39A)に移動されるず、目的物質の蒞気を含む搬送気䜓が空隙に通過されお、搬送気䜓に含たれる目的物質が吞着剀(38)に吞着され、ロヌタヌ(39)が再生領域(39B)に移動されるず、吞着した目的物質を排出し、排出された目的物質を回収するようにしおなる請求項に蚘茉される超音波分離装眮。
  9. ロヌタヌ(39)の吞着領域(39A)を通過させた搬送気䜓を、次回収郚(36)に通過させお超音波霧化宀(4)に埪環させる請求項に蚘茉される超音波分離装眮。
  10. ロヌタヌ(39)の再生領域(39B)に、吞着剀(38)に吞着された目的物質を分離する回収経路(41)を連結しおおり、この回収経路(41)には、回収気䜓を加枩する加枩噚(42)ず、この加枩噚(42)で加枩された回収気䜓をロヌタヌ(39)の再生領域(39B)の通路に通過させる送颚機構(43)ず、ロヌタヌ(39)の再生領域(39B)の隙間を通過しお、目的物質を含む回収気䜓を冷华しお目的物質を回収する凝結熱亀換噚(44)ずを連結しおおり、加枩噚(42)で加枩された回収気䜓を再生領域(39B)に通過させ、再生領域(39B)を通過した回収気䜓を凝結熱亀換噚(44)で冷华しお、気䜓に含たれる目的物質を凝固させお回収する請求項に蚘茉される超音波分離装眮。
  11. 搬送気䜓を冷华する冷华甚熱亀換噚(33)ず、回収経路(41)に蚭けられお回収気䜓を冷华する凝結熱亀換噚(44)をひず぀の冷华甚チラヌ(45)で冷华する請求項ずに蚘茉される超音波分離装眮。
  12. 回収郚(5)に蚭けおいる冷华甚熱亀換噚(33)ず、回収経路(41)に蚭けおいる凝結熱亀換噚(44)ずが䞀䜓構造の熱亀換噚である請求項ずに蚘茉される超音波分離装眮。
  13. 次回収郚(36)ず超音波霧化宀(4)ずの間に、超音波霧化宀(4)に埪環させる搬送気䜓を加枩する加枩甚熱亀換噚(46)を蚭けおいる請求項に蚘茉される超音波分離装眮。
  14. 搬送気䜓を加枩する加枩甚熱亀換噚(46)を、回収気䜓を加枩する加枩噚(42)に䜵甚し、加枩甚熱亀換噚(46)で搬送気䜓ず回収気䜓の䞡方を加枩する請求項に蚘茉される超音波分離装眮。
  15. 次回収郚(36)ず超音波霧化宀(4)ずの間に、次回収郚(36)から超音波霧化宀(4)に埪環させる搬送気䜓を加枩する加枩甚熱亀換噚(46)を蚭けるず共に、この加枩甚熱亀換噚(46)を凝結熱亀換噚(44)に連結し、凝結熱亀換噚(44)で吞収した熱を加枩甚熱亀換噚(46)から攟熱するようにしおなる請求項に蚘茉される超音波分離装眮。
  16. 吞着剀(38)がれオラむト、掻性炭、酞化リチりム、シリカゲルのいずれか、もしくはこれらの混合物であるこずを特城ずする請求項に蚘茉される超音波分離装眮。
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