JP2014163645A - 乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】バグフィルタを設けることなく、回収する溶媒に粉状の原料が混ざらないようにする。
【解決手段】水平方向に延び、一端側に原料供給孔３ａを有し、他端側に原料排出孔３ｂを有するドラム３を設け、このドラム３の内部に回転軸５を設ける。この回転軸５に原料供給孔３ａから供給された液状原料を、加熱されたドラム３内面に薄膜状態で押し付けて乾燥させる複数の撹拌羽根６を設ける。ドラム３上側にドラム３内で液状原料から蒸発した溶媒が、撹拌羽根６によって跳ね上げられた液状原料に接触しながら回収される溶媒回収孔１０を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、液状原料から溶媒を乾燥させる乾燥機に関するものである。

従来より、装置の前段に横型薄膜蒸発機を使用し、後段に２軸噛合い型スクリュー式乾燥機を使用して、前段で液状原料を濃縮して大幅に減容するとともに原料粘度を上げ、後段では濃縮された高粘度の原料を確実に移送しながら乾燥する乾燥機は知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１４９６５７号公報

上記特許文献１の乾燥機では、液状原料を粉状に乾燥させるときに、蒸発した溶媒は、真空ポンプで吸引され、冷却用コンデンサで冷却されて回収される。このとき、蒸発した溶媒を含むガスに粉状の原料が混入するという問題がある。

溶媒が水であれば、バグフィルタなどで粉状原料を容易に除去できるが、溶媒が有機溶剤の場合、バグフィルタの濾布の耐久性が問題となる。また、バグフィルタ内で結露が発生したり、バグフィルタを設ける分だけコストが増えるという問題もある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、バグフィルタを設けることなく、回収する溶媒に粉状の原料が混ざらないようにすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、溶媒回収孔から回収される蒸発した溶媒を含むガスから粉状原料を取り除くようにした。

具体的には、第１の発明では、
水平方向に延び、一端側に原料供給孔を有し、他端側に原料排出孔を有するドラムと、
上記ドラムの内部で回転する回転軸と、
上記回転軸に設けられ、上記原料供給孔から供給された液状原料を、加熱された上記ドラム内面に薄膜状態で押し付けて乾燥させる複数の撹拌羽根と、
上記ドラム上側に設けられ、該ドラム内で上記液状原料から蒸発した溶媒が、上記撹拌羽根によって跳ね上げられた上記液状原料に接触しながら回収される溶媒回収孔とを備えている。

上記の構成によると、ドラム内で蒸発した溶媒を含むガスには、乾燥中の液状原料の粉が含まれることがあるが、このガスを溶媒回収孔から回収するときに、撹拌羽根によって跳ね上げられた液状原料に接触させるようにしているので、ガス内の粉状原料が液状原料に回収される。このため、下流側にバグフィルタを設けなくても、回収するガス内の粉状原料が効果的に除去される。

第２の発明では、第１の発明において、
上記溶媒回収孔の下流側における、上記蒸発した溶媒の通路に設けられ、上記跳ね上げられた液状原料が直線状に通過して回収されるのを阻害する邪魔板を備えている。

上記の構成によると、跳ね上げられた液体原料が、気化した溶媒とともに回収されることを効果的に防止することができる。邪魔板に衝突した液体原料は重力によりドラム内に落下する。

第３の発明では、第２の発明において、
上記邪魔板の下流側に上記蒸発した溶媒が通過可能なデミスタが配置されている。

上記の構成によると、撹拌羽根で跳ね上げられた液状原料が、飛沫状となって邪魔板をすり抜けたとしても、デミスタによって除去される。デミスタであれば濾紙や濾布を用いるものに比べて耐久性が高く、メンテナンスが容易である。

以上説明したように、本発明によれば、ドラム内で液状原料から蒸発した溶媒が撹拌羽根によって跳ね上げられた液状原料に接触しながら溶媒回収孔から回収されるようにしたので、下流側にバグフィルタを設けなくても、回収する溶媒に粉状の原料が混ざらないようにすることができる。

本発明の実施形態にかかる薄膜式乾燥機を一部拡大して示す正面図である。 薄膜式乾燥機及びスクリュー型乾燥機を一部破断して示す正面図である。 図１のIII−III線拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態の乾燥機としての薄膜式乾燥機１を示し、この薄膜式乾燥機１には、例えば図２に示すように、スクリュー型乾燥機２が連結されている。

薄膜式乾燥機１は、いわゆる横型薄膜蒸発機であり、水平方向（横方向）に延びる中空のドラム３を備えている。ドラム３の一端側の下面には、液状の原料が供給される原料供給孔３ａが形成されている。ドラム３の他端側の下面には、溶媒がある程度蒸発して粘度が高くなった原料を排出する原料排出孔３ｂが設けられている。ドラム３の外周には、内部に水蒸気、熱水、油などの熱媒体１５が流通するジャケット４が設けられている。ドラム３の内部には、水平に延び、モータ５ａによって回転される回転軸５が設けられている。ドラム３及び回転軸５は、必ずしも完全に水平でなくてもよく、多少傾いていてもよい。

回転軸５の外周には、所定の間隔を開けてヘラ状の複数の撹拌羽根６が設けられている。図３にも示すように、例えば円周方向に１８０度の間隔を開けて一対の撹拌羽根６が設けられ、この一対の撹拌羽根６に対して同じく１８０度の間隔を開けた別の一対の撹拌羽根６が、軸方向にほぼ等間隔に間隔を開け、かつ円周方向に９０度ずらして並ぶように配置されている。一対の撹拌羽根６をそれぞれ設ける軸方向の間隔を撹拌羽根６の先端の長さと同等とすることにより、液状の原料供給孔３ａから供給された液状原料が原料排出孔３ｂに向かう間に、ジャケット４により加熱されたドラム３内面に薄膜状態で押し付けられ乾燥されるようになっている。押し付けられた液状原料は、溶媒が気化して徐々に粘度が上昇し、原料排出孔３ｂからスクリュー型乾燥機２へ送り込まれるようになっている。

スクリュー型乾燥機２は、水平方向に延びる中空状のケーシング７を有し、このケーシング７の外周にも熱媒体１５が流通するジャケット８が設けられている。ケーシング７の一端上側には、上記原料排出孔３ｂに密閉状に連結される供給口７ａが設けられている。ケーシング７内には、一対の水平に延びる中空スクリュー９が設けられ、これら中空スクリュー９内にも、熱媒体１５が流通可能となっている。一対の中空スクリュー９は、互いに噛み合うように配置され、ケーシング７下部内面とのクリアランスが小さく設定され、セルフクリーニング機能を有している。

そして、ジャケット８及び各中空スクリュー９の内部に水蒸気等の熱媒体１５を通し、一対の中空スクリュー９を互いに逆方向に回転させることにより、ケーシング７の供給口７ａから供給された液状原料を中空スクリュー９でケーシング排出口７ｂへ向けて移送しながら、ケーシング７及び中空スクリュー９からの伝導加熱により液状原料中の溶媒を気化させて、ケーシング排出口７ｂから液状原料中の固形分を排出するようになっている。

一方、ドラム３上側には、溶媒回収孔１０が設けられている。この溶媒回収孔１０から上方へ溶媒回収管１１が設けられ、この溶媒回収管１１が、図示しない冷却用コンデンサを介して真空ポンプに連結されている。この真空ポンプを駆動することにより、ドラム３及びケーシング７内は負圧になるようになっている。このため、ケーシング７内で気化した溶媒を含むガスは、図１で白抜き矢印で表すように、供給口７ａに向かって流れ、原料排出孔３ｂからドラム３内へ流入し、ドラム３内で気化した溶媒を含むガスと合流し、溶媒回収孔１０へ吸引されるようになっている。

溶媒回収管１１は、例えば断面矩形状の管部材よりなり、その下端側には、矩形板状の一対の邪魔板１２が設けられている。この邪魔板１２は、例えばステンレス鋼板よりなり、互いに向かい合うように上下に間隔を開けて設けられ、向かい合う先端がそれぞれ下方へ傾斜している。邪魔板１２の先端までの長さは、溶媒回収管１１を上方から見たときに互いに重なるような長さとなっている。邪魔板１２の枚数は、２枚に限定されず、１枚や３枚以上でもよい。

さらに、２枚の邪魔板１２の下流側（上方）には、蒸発した溶媒を含むガスが通過可能なデミスタ１３が配置されている。このデミスタ１３は、例えば細い金属線のメッシュ状の集合体よりなり、下面は、例えばステンレス製のパンチング板１４で支持されている。このデミスタ１３により、撹拌羽根６によって跳ね上げられ、吸引されるガス内に混入した液状原料が濾過されるようになっている。デミスタ１３は、主として液状原料の混入を阻止するためのものであり、不織布製よりも孔が大きい金網状のものが望ましい。

次に、薄膜式乾燥機１及びスクリュー型乾燥機２を駆動した場合について説明する。

まず、モータ５ａ等を駆動し、回転軸５及び中空スクリュー９を回転させる。このとき、ジャケット４，８及び中空スクリュー９内に水蒸気、熱水などの熱媒体１５を流通させて加熱させておく。

次いで、原料供給孔３ａから液状原料を供給する。液状原料の粘度は、例えば１０００ｍＰａ・ｓとする。この原料供給孔３ａに供給された液状原料は、供給直後は、かなり溶媒を含んでおり、撹拌羽根６によって勢いよく跳ね上げられる。すると、ケーシング７及びドラム３内で液状原料から蒸発した溶媒を含むガスが、撹拌羽根６によって跳ね上げられた液状原料に接触するので、ガス内の粉状原料が液状原料に取り込まれる。

粉末材料を取り込んだ液状原料は、一対の邪魔板１２のいずれかに衝突し、自重によりドラム３内へ落下する。つまり、一対の邪魔板１２がガスの通り道をふさいでいるので、跳ね上げられた液体原料は直線状に進むことができず、効果的に粉状原料が取り除かれる。

そして、一対の邪魔板１２を通過したガス内に飛沫状となった液状原料が含まれていたとしても、ガスがデミスタ１３内を通過する際に、細い金属線に衝突し、金属線の濡れ性や線と線との間の隙間の毛細管現象により、集合して流下し、落下する。ガス内の気化した溶媒は、デミスタ１３に濾過されることはない。デミスタ１３を通過したガス内には、液状物質はほとんど含まれない。

そして、粉状原料及び液状原料が取り除かれた、溶媒を含むガスが効率よく回収され、冷却用コンデンサで冷却される。

このように、ドラム３及びケーシング７内で蒸発した溶媒を含むガスには、乾燥中の液状原料の粉が含まれているが、このガスを溶媒回収孔１０から回収するときに、液状原料に接触させるようにしているので、ガス内に粉状原料が含まれていても、この粉状原料は、液状原料に回収される。このため、下流側にバグフィルタ等の回収手段を別途設けなくても、回収するガス内の粉状原料が効果的に除去される。

さらに、邪魔板１２をすり抜けた液状原料がガス内に含まれていたとしても、デミスタ１３で確実に除去される。

したがって、本実施形態にかかる薄膜式乾燥機１によると、ドラム３及びケーシング７内で液状原料から蒸発した溶媒が撹拌羽根６によって跳ね上げられた液状原料に接触しながら溶媒回収孔１０から回収されるようにしたので、下流側にバグフィルタを設けなくても、回収する溶媒に粉状の原料が混ざらないようにすることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、溶媒回収孔１０は、原料供給孔３ａのほぼ真上に配置しているが、真上よりも原料排出孔３ｂ側に配置してもよい。しかし、液状原料の粘度が低い場所で溶媒を含むガスに接触させて粉状原料を取り除くのが効果がある。例えば、液状原料がまだ１０００〜２０００ｍＰａ・ｓの粘度を、好ましくは１０００ｍＰａ・ｓ以下の粘度を保っている場所の上方に溶媒回収孔１０を配置するのが望ましい。なお、この粘度測定は、単一円筒形回転粘度計にて測定した（ＪＩＳ Ｚ−８８０３）。例えばスピンドル番号ＳＢ２号でスピンドル回転数が６ｍｉｎ−１、室温２０℃とした（ＪＩＳ Ｋ−７１１７−１）。

上記実施形態では、スクリュー型乾燥機２を設けたが、必ずしもこのスクリュー型乾燥機２は、必要ではなく、薄膜式乾燥機１のみでも本発明は適用可能である。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１ 薄膜式乾燥機（乾燥機）
２ スクリュー型乾燥機
３ ドラム
３ａ 原料供給孔
３ｂ 原料排出孔
４ ジャケット
５ 回転軸
５ａ モータ
６ 撹拌羽根
７ ケーシング
７ａ 供給口
７ｂ ケーシング排出口
８ ジャケット
９ 中空スクリュー
１０ 溶媒回収孔
１１ 溶媒回収管
１２ 邪魔板
１３ デミスタ
１４ パンチング板
１５ 熱媒体

Claims (3)

1. 水平方向に延び、一端側に原料供給孔を有し、他端側に原料排出孔を有するドラムと、
   上記ドラムの内部で回転する回転軸と、
   上記回転軸に設けられ、上記原料供給孔から供給された液状原料を、加熱された上記ドラム内面に薄膜状態で押し付けて乾燥させる複数の撹拌羽根と、
   上記ドラム上側に設けられ、該ドラム内で上記液状原料から蒸発した溶媒が、上記撹拌羽根によって跳ね上げられた上記液状原料に接触しながら回収される溶媒回収孔とを備えている
   ことを特徴とする乾燥機。
2. 請求項１に記載の乾燥機において、
   上記溶媒回収孔の下流側における、上記蒸発した溶媒の通路に設けられ、上記跳ね上げられた液状原料が直線状に通過して回収されるのを阻害する邪魔板を備えている
   ことを特徴とする乾燥機。
3. 請求項２に記載の乾燥機において、
   上記邪魔板の下流側に上記蒸発した溶媒が通過可能なデミスタが配置されている
   ことを特徴とする乾燥機。

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