JP2006223947A - 遠心薄膜式蒸発装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】原料液を遠心力により筒状回転体の内周面に押し付けて液膜状にし、内周面から液膜状の原料液への伝熱により蒸発濃縮を行う。
筒状回転体の内周面が、軸方向に段階的に内径の異なる複数の内周面領域を備え、かつ、内径の異なる複数の内周面領域が、上方に向かって段階的に内径が大きくなるように配設されている構成とする。
原料液供給ラインを、筒状回転体の底部近傍に原料液を供給することができるようにし、濃縮液抜き出しラインを、筒状回転体の上方の内径が最も大きい内周面領域において蒸発濃縮が行われた濃縮液を抜き出すことができるようにする。
【選択図】図1
Description
この薄膜式蒸発装置には、一般的に、上昇式薄膜式蒸発装置や、下降式薄膜式蒸発装置のように、強制撹拌を伴わないタイプの薄膜式蒸発装置や、加熱管内で回転羽根を回転させることにより液膜を形成、および更新するようにした強制攪拌式薄膜式蒸発装置などがある。
(1)対応可能な液の種類(液性)が限られ、例えば、発泡性の強い液の濃縮には適していない、
(2)回転羽根を有しているため、動バランスの保持構造やシール構造、軸受け構造などが複雑で、保守、管理に手間や費用がかかる
という問題点がある。
この遠心式薄膜真空蒸発装置においては、原料液供給パイプ55から供給された原料液が、円錐状の回転体53の小径部から大径部に移動する間に所望の蒸発が行われる。
(1)横置き型の中空円錐状の回転体を用いるようにした構造上、装置の大型化を招くことなく大きな伝熱面積を確保することが困難である、
(2)横置き型の中空円錐状の回転体を回転させる構造のため、装置設計が複雑になりやすく、設計コストおよび製作コストの増大を招きやすい
というような問題点がある。
略円筒状で内周面が伝熱面となるように構成され、軸方向が鉛直方向と略平行になるように配設されて軸回りに回転し、蒸発させるべき物質である被蒸発物質を含む原料液を遠心力により内周面に押し付けて液膜状にするとともに、前記内周面から液膜状の原料液に伝わる熱により、原料液から被蒸発物質を蒸発させる筒状回転体と、
前記筒状回転体を回転させる回転手段と、
前記筒状回転体を加熱する加熱手段と、
前記筒状回転体内に原料液を供給する原料液供給ラインと、
前記筒状回転体内で蒸発濃縮された濃縮液を、前記筒状回転体から外部に抜き出す濃縮液抜き出しラインと
を具備することを特徴としている。
前記筒状回転体の内周面が、軸方向に段階的に内径の異なる複数の内周面領域を備え、かつ、前記内径の異なる複数の内周面領域が、上方に向かって段階的に内径が大きくなるように配設されているとともに、
遠心力により前記筒状回転体の内周面に押し付けられた液膜状の原料液が、遠心力によって下方の内径の小さい内周面領域から上方の内径の大きい内周面領域に上昇・移動しながら蒸発濃縮が行われるように構成されていること
を特徴としている。
前記筒状回転体内に原料液を供給する前記原料液供給ラインが、前記筒状回転体の底部近傍に原料液を供給することができるように構成されており、
前記筒状回転体内で蒸発濃縮された濃縮液を抜き出す前記濃縮液抜き出しラインが、前記筒状回転体の上方の内径が最も大きい内周面領域において蒸発濃縮が行われた濃縮液を抜き出すことができるように構成されていること
を特徴としている。
上方に向かって段階的に内径が大きくなるように構成された前記筒状回転体の、各内周面領域の上端部には、遠心力により各内周面領域に押し付けられた液膜状の原料液を各内周面領域に保持するとともに、液膜状の原料液の膜厚を規定するための堰が設けられており、かつ、
最も上方の内周面領域の上端部に設けられた堰を越えた濃縮液が前記濃縮液抜き出しラインから抜き出されるように構成されていること
を特徴としている。
前記加熱手段が、前記筒状回転体を覆うように配設され、前記筒状回転体とともに回転する加熱蒸気ジャケットであって、内部に蒸気を供給することにより前記筒状回転体が加熱されるように構成されており、かつ、前記加熱蒸気ジャケットは、下部から上部に向かって直径が小さくなるテーパ形状を有しているとともに、
前記筒状回転体を加熱することに使用された蒸気が凝縮することにより生じたドレンが、遠心力により前記加熱蒸気ジャケットの底部周辺近傍に集められ、該底部周辺近傍からドレン排出ラインを経て外部に排出されるように構成されていること
を特徴としている。
したがって、本願発明の遠心薄膜式蒸発装置を用いることにより、熱履歴に敏感な物質を含む液、発泡性の強い物質を含む液、剪断力に敏感な物質を含む液など、従来の蒸発装置では対応することが容易ではなかった液の蒸発濃縮に十分に対応することが可能になる。
なお、蒸発操作を加圧下で行う場合、通常は、0.3MPa程度の圧力までであれば、大幅な装置の複雑化を招くことなく、加圧下での蒸発操作を行うことができる。
なお、筒状回転体3を回転させる回転手段4としては、電動モータなど、公知の種々の駆動手段を用いた任意の構成のものを用いることが可能である。
なお、各内周面領域R1,R2,R3の内径と高さtの関係や、各内周面領域R1,R2,R3の堰8(8a,8b,8c)の高さHについては、処理液量、滞留時間などの条件を考慮して、任意に設定することが可能である。
したがって、本願発明の遠心薄膜式蒸発装置を用いることにより、熱履歴に敏感な物質や発泡性を有する物質を含む液の蒸発濃縮を効率よく行うことが可能になる。
また、筒状回転体における蒸発操作を真空下で行うことができるようにしているので、特に熱履歴に敏感な物質を含む液を蒸発濃縮する場合に好適である。
また、筒状回転体に関しては、内径と高さの関係などについても、処理液量、滞留時間などの条件を考慮して、任意に設定することが可能である。
2 原料液
3 筒状回転体
3a 筒状回転体の底部近傍
4 回転手段
5 加熱手段(加熱蒸気ジャケット)
5a 加熱蒸気ジャケットの底部周辺近傍
6 原料液供給ライン
7 濃縮液抜き出しライン
8(8a,8b,8c) 堰
9 溝
10 ドレン排出ライン
11 真空容器
11a 真空容器の胴部
12 濃縮液
13 蒸気供給ライン
R1,R2,R3 内周面領域
t 内周面領域の高さ
H 堰の高さ
Claims (6)
- 略円筒状で内周面が伝熱面となるように構成され、軸方向が鉛直方向と略平行になるように配設されて軸回りに回転し、蒸発させるべき物質である被蒸発物質を含む原料液を遠心力により内周面に押し付けて液膜状にするとともに、前記内周面から液膜状の原料液に伝わる熱により、原料液から被蒸発物質を蒸発させる筒状回転体と、
前記筒状回転体を回転させる回転手段と、
前記筒状回転体を加熱する加熱手段と、
前記筒状回転体内に原料液を供給する原料液供給ラインと、
前記筒状回転体内で蒸発濃縮された濃縮液を、前記筒状回転体から外部に抜き出す濃縮液抜き出しラインと
を具備することを特徴とする遠心薄膜式蒸発装置。 - 前記筒状回転体の内周面が、軸方向に段階的に内径の異なる複数の内周面領域を備え、かつ、前記内径の異なる複数の内周面領域が、上方に向かって段階的に内径が大きくなるように配設されているとともに、
遠心力により前記筒状回転体の内周面に押し付けられた液膜状の原料液が、遠心力によって下方の内径の小さい内周面領域から上方の内径の大きい内周面領域に上昇・移動しながら蒸発濃縮が行われるように構成されていること
を特徴とする請求項1記載の遠心薄膜式蒸発装置。 - 前記筒状回転体内に原料液を供給する前記原料液供給ラインが、前記筒状回転体の底部近傍に原料液を供給することができるように構成されており、
前記筒状回転体内で蒸発濃縮された濃縮液を抜き出す前記濃縮液抜き出しラインが、前記筒状回転体の上方の内径が最も大きい内周面領域において蒸発濃縮が行われた濃縮液を抜き出すことができるように構成されていること
を特徴とする請求項2記載の遠心薄膜式蒸発装置。 - 上方に向かって段階的に内径が大きくなるように構成された前記筒状回転体の、各内周面領域の上端部には、遠心力により各内周面領域に押し付けられた液膜状の原料液を各内周面領域に保持するとともに、液膜状の原料液の膜厚を規定するための堰が設けられており、かつ、
最も上方の内周面領域の上端部に設けられた堰を越えた濃縮液が前記濃縮液抜き出しラインから抜き出されるように構成されていること
を特徴とする請求項2または3記載の遠心薄膜式蒸発装置。 - 前記加熱手段が、前記筒状回転体を覆うように配設され、前記筒状回転体とともに回転する加熱蒸気ジャケットであって、内部に蒸気を供給することにより前記筒状回転体が加熱されるように構成されており、かつ、前記加熱蒸気ジャケットは、下部から上部に向かって直径が小さくなるテーパ形状を有しているとともに、
前記筒状回転体を加熱することに使用された蒸気が凝縮することにより生じたドレンが、遠心力により前記加熱蒸気ジャケットの底部周辺近傍に集められ、該底部周辺近傍からドレン排出ラインを経て外部に排出されるように構成されていること
を特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の遠心薄膜式蒸発装置。 - 前記筒状回転体における蒸発操作が真空下または加圧下で行われるように構成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の遠心薄膜式蒸発装置。
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WO2011004452A1 (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-13 | 株式会社ストック | 油分分離方法および油分分離装置 |
CN112608801A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-04-06 | 天津科技大学 | 一种麦汁薄膜强化传质煮沸系统及其低热负荷煮沸工艺 |
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