JP2014091079A - 多段スクレーパ機構を備えた濾過システム - Google Patents

Abstract

【課題】濾過筒の濾過孔での目詰まりを生長的に発展させて、部分的に濾過孔より小さな大きさの濾過孔を段階的に形成した多段スクレーパ機構を備えた濾過システムの提供。
【解決手段】固液が混在する被濾過流体が流通する濾過機構２の筒状の濾過筒Ａの周面を摺接する接触スクレーパ１０と、間隙を保持する非接触スクレーパ１１ａ，１１ｂ，１１ｃとより成り、前記接触スクレーパ１個と非接触のスクレーパ１個以上とを、前記濾過筒Ａの中心軸と連結される連結板９に設けて多段スクレーパ機構７を形成し、濾過筒Ａの周面上を回転できるようにして成ることを特徴とする多段スクレーパ機構を備えた濾過システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種食品、化学薬品など汚泥処理を除くすべての被濾過液体に適用可能な多段スクレーパ機構を備えた濾過システムに関する。

従来より豆腐製造時は勿論のこと、酒の醸造や各種化成品の触媒の回収などでは、固形物の除去が必要とされる。具体的には固形分を除去するための濾過孔を有する濾過筒を備えており、スクリューの外周にスクレーパ片を設けて濾過筒の内周面を摺接させて、目詰り固形分を掻き取り除去している（例えば特許文献１参照）。

更に、円筒状の濾過筒内に放射状に突出させたスクレーパを設けて、濾過筒の内周にすべて摺接させて固形分を掻き取り除去している（例えば特許文献２参照）。

特開平５−２８５６９７公報 特開２０００−１３５４０８号公報

いずれの特許文献１，２も、濾過筒に対する濾カスを摺動剥取することによって有効に取除くことを目的としており、濾過筒の濾過面の清浄化を図っている。したがって、濾過筒の濾過孔の大きさ以上の濾カスを有効に除去している。

本発明は、叙上の点に着目して成されたもので、濾過筒の濾過孔での目詰まりを生長的に発展させて、部分的に濾過孔より小さな大きさの濾過孔を段階的に形成して、例えば、酒醸造時のあらしぼり、即ち、一番しぼりを有効に行わせたり、豆腐生成時のミジン取り、即ち、裏ごし濾過を可能としたり、更には化成品製造時の触媒の回収を有効に行わせるようにした多段スクレーパ機構を備えた濾過システムを提供することにある。

この発明は下記の構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。

（１）固液が混在する被濾過流体が流通する濾過機構の筒状の濾過筒の周面を摺接する接触スクレーパと、間隙を保持する非接触スクレーパとより成り、前記接触スクレーパ１個と非接触のスクレーパ１個以上とを、前記濾過筒の中心軸と連結される連結板に設けて多段スクレーパ機構を形成し、濾過筒の周面上を回転できるようにして成ることを特徴とする多段スクレーパ機構を備えた濾過システム。

（２）多段スクレーパ機構は、濾過筒の内周面か外周面のいずれか一方の周面で回転できるようにして成ることを特徴とする前記（１）記載の多段スクレーパ機構を備えた濾過システム。

（３）多段スクレーパ機構の濾過筒の周面と間隙を保持する２以上の非接触スクレーパは、間隙の大きさを順次と変化させて濾過物の周面堆積に相当する濾カスを段階的かつ、生長的に増大させることができるようにして成ることを特徴とする前記（１）または（２）記載の多段スクレーパ機構を備えた濾過システム。

（４）多段スクレーパ機構の連結板は、回転方向に対して捻回屈曲して成ることを特徴とする前記（１）記載の多段スクレーパ機構を備えた濾過システム。

（５）筒状の濾過筒は、入口側に比し出口側を漸次と狭少とした截円錐状に形成して成ることをと特徴とする前記（１）または（３）記載の多段スクレーパ機構を備えた濾過システム。

（６）筒状の濾過筒で濾過される固形分の豊富な被濾過物又は液体分の豊富な濾過物の両方またはいずれか一方を有効利用できるようにして成ることを特徴とする前記（１）ないし（５）いずれか１項に記載の多段スクレーパ機構を備えた濾過システム。

本発明によれば、固液が混在する被濾過液体中の液体分と固形分は筒状の濾過筒で有効に分離できるが、濾過筒に形成される濾過孔の大きさは、二以上のスクレーパの中の、唯一個の摺接スクレーパで規正されるが、標準的にはこの接触スクレーパに続く後続のスクレーパはすべて非接触スクレーパであると共に、濾過筒との間隙の大きさは段階的に異にしているので、濾カスの固形分は次第に増大してケーキ状となり、段階的かつ生長的に増大するが、間隙の大きさを同一とするか或はランダムに構成することもでき、実質的な濾過作用は濾過筒に形成された濾過孔より小さくなり、各種液体の濾過作用に順応した作用を行わせることができる。

したがって、豆腐製造時のミジンとり、即ち、裏ごし濾過を可能とし、また酒醸造時のあらしぼり、即ち、一番しぼりを可能とし、更に各種化成品の場合に用いる触媒の回収濾過を有効に行わせることができる。

本発明が係る代表的な内−外タイプの多段スクレーパ機構を備えた濾過システムの一実施例を示す縦断説明図であって、円形部の拡大断面図を示す。 （ａ）図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図、（ｂ）非接触スクレーパと濾過面との関係を示す拡大断面図、（ｃ）接触スクレーパと濾過面との関係を示す拡大断面図 外−内タイプとした構成の多段スクレーパ機構を備えた濾過システムの他の実施例を示す縦断側面図であって、円形部の拡大断面図を示す。 図３のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図 多段スクレーパ機構を平面的に展開して直線状に表示して筒状の濾過筒との摺接状態を示す展開平面図 （ａ），（ｂ）は濾過筒の他例を示す斜視図

以下に、本発明の一実施例を説明する。

図１及び図２に本発明に係る代表的な内−外タイプの多段スクレーパ機構を備えた濾過システムの一実施例を示す。

１は、各種食品、化学薬品などの製造過程に生ずる固液が混合する被濾過液体を送給する供給管であって、ポンプ圧とか投下重力の働きで被濾過液体を好みの流量を以って供給する。

２は、前記供給管１と接続される濾過機構であって、筒状の濾過筒Ａを備える。この濾過筒Ａは、円筒状の枠体３の内周にスパイラル状の凹溝４を穿ち、この凹溝４内に断面二等辺三角形の線材５の尖鏡端を係入固定し、スパイラル状に捲装し、隣り合う線材５間の間隔を濾過孔６として濾過される液体分を、濾過筒Ａの外周より給出させることができる。したがって、濾過孔６は、隣り合う両線材５間の間隔を調節して、ミクロン、ミリセンチの大きさに調節できる。なお、線材５の固定は捲き始め及び捲き終わりの両端を固定することで、全体を滑らかなスパイラル状に捲回できる。そして、内周面は線材５を構成する断面二等辺三角形の底面側が濾過筒Ａの内周面に表われて、凹凸のない平面状に形成できる。

７は、前記濾過筒Ａの内部に回転自在に配設される多段スクレーパ機構であって、中心軸８を備え、この中心軸８を中心として円周方向に２本以上突出した連結板９を設けてある。図示では、直角９０度を保持して４本の連結板９を設けてある。そして、単一の連結板９の先端に濾過筒Ａと接する摺接スクレーパ１０を備え、残りの連結板９の先端には濾過筒Ａの先端と離開して間隙を有する非接触スクレーパ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを備える。そして、非接触スクレーパ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの非接触の間隙の大きさはα１，α２，α３，であって、具体的にはα１＝４ｍｍ，α２＝２ｍｍ，α３＝１ｍｍという様に、濾過面の表面に被濾過流体中の固形分の堆積を促し、一種のプリコートによるケーキ様の濾過助剤として働かせることを可能としている。

なお、図５に示すように、接触スクレーパ１０に続く後段の接触スクレーパが、順次と非接触スクレーパ１１ａ，１１ｂ，１１ｃと構成することにより、非濾過の固形分の大きさが順次とα１，α２，α３となるので、濾過効果は、非接触の大きさに比例して低下すると共に、濾過された液体分は高純度の一番しぼりとして提供できる。

１２は接触スクレーパ１０の支軸軸、１２ａは取付ネジ、１３は接触スクレーパ１０を濾過筒Ａの周面に押圧力を与えて摺接力を高めるバネ、１４は非接触スクレーパ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの間隔調節及び保持用ビスを示す。１５は濾過筒Ａの外周に形成される濾過液体を収容できる外筒体、１６は濾過液取出管を示す。１７は前記多段スクレーパ機構７の中心軸８と接続されて回転させるためのモータなどの駆動源であって、減圧機構１８を介して被濾過液体の状態に応じて多段スクレーパ機構７の回転速度を自由に変更できるようにしている。

１９は、濾過機構２の下方に配設される濾過処理槽であって、固液分離された一次側の固形分（ミジン）を多く含んだ液状分を一時的貯溜させており、必要に応じてエチルアルコールを必要量追加配合させて殺菌作用を付与させることができる（図示せず）。２０は、濾過機構２と濾過処理槽１９とをつなぐ配管であって、途中に流量の停止供給を行うバルブ２１を設けて濾過処理槽１９を滑車２２を用いて移動させたり、他の濾過処理槽と交換することができるようになっている。２３は水などの注入口、２４は取出口、２５は回転作用を円滑に行わせるためのベアリング構成を示す。

叙上の構成に基づいて作用を説明する。

被濾過液体として、大豆を煮込んで大豆をすり潰した、所謂、呉汁を用いて供給管１より筒状の濾過機構２内に投入する。

被濾過液体は多段スクレーパ機構７によって、回転作用を受け乍ら筒状の濾過筒Ａにより液体分と固形分とに濾過分離される。併せて多段スクレーパ機構７の混練作用によって固形分は圧縮されて、固形分中に含有される液体分は滲出されると共に、濾過筒Ａの濾過孔６より固形分と遊離して濾過され、外筒体１５内へ抽出される。

この濾過作用に際し、多段スクレーパ機構７は、中心軸８を中心として放射状の４本の連結板９の先端には図５に示すように、順次と１個の接触スクレーパ１０に続いて３個の非接触スクレーパ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを連設してあるので、接触スクレーパ１０の回転距離の１／４周分は、濾過面の濾過孔６は完全に濾カスを除去するが、引き続いて回転する残りの非接触スクレーパ１１ａ，１１ｂ，１１ｃは全て濾過面との間に間隙α１，α２，α３を備えているので、濾過孔６の表面を摺擦せず、その間の未濾過固形分の厚さは図５に示すように増大し、この未濾過固形分がケーキ状のプリコート層となり、濾過孔６の濾過面の濾過能力を低下させ、その分濾過された液体分の豆乳成分の濃縮化を促進させることが可能となる。この状態は、酒の醸造時の一番しぼりとしての清酒として提供可能である。

翻って、固形分のミジンは下降し、良質のオカラとして得られた濾過処理槽１９内に落下貯溜される。この濾過処理槽１９内へはエチルアルコールなどの殺菌処理を施したり、更に冷却や熱水を加えて、温度状態を変化させて濾過濃度を調節して、更に濾過処理を反覆継続することも可能となる。

例えば、酒の醸造時には、濾過液に酒のもろみのあらしぼりとして提供可能であり、また、固形分は良質な酒粕としても提供可能となる。

また、化成品製造時の触媒の回収の際に、固形分を液体分と分離することにより極めて効率良く回収できる。

つぎに、実質同一の作用を呈する外−内タイプの濾過装置について、図３及び図４について説明する。

前記実施例１では、内−外タイプの濾過装置であるので、被濾過流体は、筒状の濾過体Ａの内側より外側に向けて働く構成であるのに対し、実施例２では筒状の濾過体Ｂは外側より内側に向いて働く構成である点で具体的構成を異にするだけであって、その他の構成は両者実質同一であって異なる処はない。

したがって、同一の構成には同一の符号を符し、説明の詳細は省く。

筒状の濾過筒Ｂは、円筒状の枠体３ａを備え、外周にスパイラル状の凹溝４ａを穿ち、この凹溝４ａ内に断面二等辺三角形の線材５の尖鋭端を係入固定し、スパイラル状に捲装し、隣り合う線材５間の間隔を濾過孔６として濾過される流体分を濾過筒Ｂの内側より給出させることができる。したがって、濾過孔６は実施例１と同一の構成をもって形成される。

７ｘは、前記濾過筒Ｂの外周に回転自在に配設される多段スクレーパ機構であって、中心軸８を備え、この中心軸８を中心として放射状に円周方向に向う吊架状のアーム９ａを突出させ、このアーム９ａに２本以上突出した連結板９を設けてあり、そして単一の連結板９の先端には、濾過筒Ｂの外周と接する接触スクレーパ１０を備え、残りの連結板９には、その先端に濾過筒Ｂの外周と離開して間隙を設けた非接触スクレーパ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを備えており、具体的には前記実施例１と同一の構成を備える。

なお、濾過機構２の下方に配設される濾過処理槽１９を含む構成は実施例１と同一であるので図示するが、説明は省略する。

図において、２６は濾過筒Ｂの頂部に設けた支持軸、２７は外筒である。

叙上の構成の下に、作用を説明する。

豆腐製造時の所望の被濾過液体を供給管１に供給し、併せて多段スクレーパ機構７ｘを中心軸８を中心として所望の速度で回転させると、供給される被濾過液体は濾過筒Ｂの外周で濾過体作用が行われ、濾過された液体分は外−内作用で濾過され、固形分は濾過筒Ｂの外周面において、多段スクレーパ機構７ｘによって圧縮作用を受け乍ら濾過孔６を介して液体分が前述の通り濾過筒Ｂの内面に抽出されると共に、濾カスは固形分となって濾過筒Ｂの外周面に残り、多段スクレーパ機構７ｘの連結板９に設けた接触スクレーパ１０と非接触スクレーパ１１ａ，１１ｂ，１１ｃによって濾過筒Ｂの外周面より剥取されるか、或は間隙の大きさに応じて濾過筒Ｂの外周面に堆積付着する。

この状況は前記した実施例１と同一の作用を呈し、図５に示す平面状に展開して示す模式図面と同一構成に示すものと等しい。

斯くして濾過された液体分は濾過面積が実質的に細小となっているので、高緻密な濾過状態となる一方、非濾過物は固形分に液体分を十分に含んだ状態となり、所謂、減縮固形分として前記実施例と同一の作用効果を奏する。

以上、本発明の二実施例を記述したが、上述の実施例において、非接触スクレーパ１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、連結板９の形成数に応じて数を増減することも可能とすると共に、間隙α１，α２，α３の大きさや大きさの順序も被濾過液体の種類に応じて適宜変更できるし、極端な場合、間隙の大きさをすべて同一とすることもできる。また、濾過筒Ａ，Ｂの構成に対し、図６（ａ），（ｂ）に示すように円筒状の濾過筒Ｃ，Ｄに対し、パンチングメタルなどの円孔ないし楕円状孔として濾過孔６Ａ，６Ｂを変形して形成することができる。

更に、図示された濾過筒Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、全て円筒形状であるが、入口側に比し、出口側を縮少した逆截円錐状として形成することも可能である。

更にまた、濾過筒自体は、垂直状に配設してあるが、横方向ないしは傾斜方向での配設も同様に実施可能である。

１ 供給管
２ 濾過機構
３，３ａ 枠体
４，４ａ 凹溝
５ 線材
６，６Ａ，６Ｂ 濾過孔
７，７ｘ 多段スクレーパ機構
８ 中心軸
９ 連結板
９ａ アーム
１０ 接触スクレーパ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 非接触スクレーパ
α１，α２，α３ 非接触の間隙
１２ 支軸軸
１２ａ 取付ネジ
１３ バネ
１４ 間隔保持用ビス
１５ 外筒体
１６ 濾過液取出管
１７ 駆動源
１８ 減圧機構
１９ 濾過処理槽
２０ 配管
２１ バルブ
２２ 滑車
２３ 注入口
２４ 取出口
２５ ベアリング構成
２６ 支持軸
２７ 外筒
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 濾過筒

Claims (6)

1. 固液が混在する被濾過流体が流通する濾過機構の筒状の濾過筒の周面を摺接する接触スクレーパと、間隙を保持する非接触スクレーパとより成り、前記接触スクレーパ１個と非接触のスクレーパ１個以上とを、前記濾過筒の中心軸と連結される連結板に設けて多段スクレーパ機構を形成し、濾過筒の周面上を回転できるようにして成ることを特徴とする多段スクレーパ機構を備えた濾過システム。
2. 多段スクレーパ機構は、濾過筒の内周面か外周面のいずれか一方の周面で回転できるようにして成ることを特徴とする請求項１記載の多段スクレーパ機構を備えた濾過システム。
3. 多段スクレーパ機構の濾過筒の周面と間隙を保持する２以上の非接触スクレーパは、間隙の大きさを順次と変化させて濾過物の周面堆積に相当する濾カスを段階的かつ、生長的に増大させることができるようにして成ることを特徴とする請求項１または２記載の多段スクレーパ機構を備えた濾過システム。
4. 多段スクレーパ機構の連結板は、回転方向に対して捻回屈曲して成ることを特徴とする請求項１記載の多段スクレーパ機構を備えた濾過システム。
5. 筒状の濾過筒は、入口側に比し出口側を漸次と狭少とした截円錐状に形成して成ることをと特徴とする請求項１または３記載の多段スクレーパ機構を備えた濾過システム。
6. 筒状の濾過筒で濾過される固形分の豊富な被濾過物又は液体分の豊富な濾過物の両方またはいずれか一方を有効利用できるようにして成ることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項に記載の多段スクレーパ機構を備えた濾過システム。

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