JP2015058424A - フィルタープレス装置及びスラリーの固液分離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より効果的な固液分離を実現可能なフィルタープレス装置及びスラリーの固液分離方法を提供する。【解決手段】本発明のフィルタープレス装置は、ろ布３に対して積層方向の一方側に位置する第１加圧ろ板１ａと、ろ布３に対して積層方向の他方側に位置する第２加圧ろ板１ｂとを採用している。第１、２加圧ろ板１ａ、１ｂは、調圧室１１ｂ、１１ｃが形成されたろ板本体１１と、ろ板本体１１とともに調圧室１１ｂ、１１ｃを密閉し、調圧室１１ｂ、１１ｃの圧力に応じて積層方向に変位可能な加圧膜１３ａ、１３ｂと、調圧室１１ｂ、１１ｃと連通し、調圧室１１ｂ、１１ｃに加圧空気を導入可能な調圧口１５とを有している。フィルタープレス装置は、さらに調圧室１１ｂ、１１ｃに加圧空気を所定の圧力で導入可能なエアーポンプ７等を備えている。【選択図】図４

Description

本発明は、フィルタープレス装置と、このフィルタープレス装置を用いたスラリーの固液分離方法とに関する。

特許文献１に従来のフィルタープレス装置が開示されている。このフィルタープレス装置は、複数のろ板と、複数のろ布と、スラリー供給手段とを備えている。各ろ板は、水平に延びる積層方向に積層され、隣り合う互いの間の距離を移動可能に設けられている。隣り合う各ろ板間には、ろ室を形成するろ布が設けられている。スラリー供給手段は、ろ室内にスラリーを供給する。

ろ板を閉じた状態でスラリーの供給圧力のみによりスラリーの固液分離を行う普通フィルタープレス装置では、隣り合うろ板として、第１、２普通ろ板が用いられている。第１普通ろ板は、ろ布に対して積層方向の一方側に位置する。第２普通ろ板は、ろ布に対して積層方向の他方側に位置する。第１、２普通ろ板の隣には、他の第１、２普通ろ板が存在し得る。すなわち、ろ板は３枚以上であり得る。

この普通フィルタープレス装置によりスラリーの固液分離を行う場合、まず、閉板工程によって各ろ板を閉板する。そして、固液分離工程として、閉板工程後、スラリー供給手段によってろ室内にスラリーを供給し、スラリーの供給圧力によって固液分離を行う。この際、ろ液はろ布を通過し、ろ板とろ板との間から各ろ板の通路を経て外部に排出される。また、ろ過後のケーキはろ室内に残留する。そして、続くケーキ排出工程において、各ろ板を開板し、ろ室内のケーキを排出する。

また、スラリーの供給圧力によってスラリーの固液分離を行った後、ケーキの圧搾を行う圧搾式フィルタープレス装置も知られている。この圧搾式フィルタープレス装置では、第１普通ろ板又は第２普通ろ板が圧搾ろ板に置換されている。圧搾ろ板は、圧搾室が形成されたろ板本体と、ろ板本体とともに圧搾室を密閉し、圧搾室の圧力に応じて積層方向に変位可能なダイヤフラムと、圧搾室と連通し、圧搾室に圧搾空気を導入可能な圧搾口とを有している。また、圧搾式フィルタープレス装置は、圧搾室に圧搾空気を所定の圧力で導入可能な圧搾空気導入手段を備えている。

この圧搾式フィルタープレス装置によりスラリーの固液分離を行う場合、普通フィルタープレス装置と同様に閉板工程及び固液分離工程を行った後、圧搾工程を行う。この圧搾工程では、圧搾空気導入手段によって圧搾室に圧搾空気を導入し、圧搾室の圧力によってダイヤフラムをケーキ側に膨張させる。このため、圧搾ろ板側のろ布がケーキ側に膨張し、ケーキが圧搾される。そして、ケーキ排出工程が行われる。

特開２０１３−５９７３８号公報

しかし、従来の普通フィルタープレス装置では、スラリーの供給圧力によって固液分離を行っているに過ぎないことから、ケーキが液体を含み易く、効果的な固液分離を行い難い。

この点、圧搾式フィルタープレス装置では、スラリーの供給圧力によって固液分離を行った後、ケーキの圧搾を行うことから、普通フィルタープレス装置よりは効果的な固液分離を行うことができる。

しかしながら、従来の圧搾式フィルタープレス装置では、第１、２普通ろ板の一方のみに圧搾ろ板を用い、ケーキを一方から圧搾するに過ぎない。このため、この圧搾式フィルタープレス装置においても、未だケーキが液体を含み易く、さらなる効果的な固液分離が望まれる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、より効果的な固液分離を実現可能なフィルタープレス装置及びスラリーの固液分離方法を提供することを解決すべき課題としている。

本発明のフィルタープレス装置は、積層方向に積層されて隣り合う互いの間の距離を移動可能に設けられた複数のろ板と、
隣り合う前記ろ板間に設けられ、ろ室を形成するろ布と、
前記ろ室内にスラリーを供給するスラリー供給手段とを備え、
前記ろ布に対して前記積層方向の一方側に位置する前記ろ板である第１加圧ろ板と、前記ろ布に対して前記積層方向の他方側に位置する前記ろ板である第２加圧ろ板とは、調圧室が形成されたろ板本体と、前記ろ板本体とともに前記調圧室を密閉し、前記調圧室の圧力に応じて前記積層方向に変位可能な加圧膜と、前記調圧室と連通し、前記調圧室に加圧流体を導入可能な調圧口とを有し、
さらに前記調圧室に前記加圧流体を所定の圧力で導入可能な加圧流体導入手段とを備えていることを特徴とする。

本発明のスラリーの固液分離方法は、積層方向に積層されて隣り合う互いの間の距離を移動可能に設けられた複数のろ板と、
隣り合う前記ろ板間に設けられ、ろ室を形成するろ布と、
前記ろ室内にスラリーを供給するスラリー供給手段とを備え、
前記ろ布に対して前記積層方向の一方側に位置する前記ろ板である第１加圧ろ板と、前記ろ布に対して前記積層方向の他方側に位置する前記ろ板である第２加圧ろ板とは、調圧室が形成されたろ板本体と、前記ろ板本体とともに前記調圧室を密閉し、前記調圧室の圧力に応じて前記積層方向に変位可能な加圧膜と、前記調圧室と連通し、前記調圧室に加圧流体を流入可能な調圧口とを有し、
さらに前記調圧室に前記加圧流体を所定の圧力で導入可能な加圧流体導入手段とを備えたフィルタープレス装置を用い、
前記第１加圧ろ板と前記第２加圧ろ板とを閉板する閉板工程と、
前記閉板工程後、前記スラリー供給手段によって前記ろ室内に前記スラリーを供給し、前記スラリーの供給圧力によって固液分離を行う第１固液分離工程と、
前記第１固液分離工程後、前記加圧流体導入手段によって前記調圧室に前記加圧流体を導入し、前記調圧室の圧力によって前記加圧膜を膨張させて固液分離を行う第２固液分離工程と、
前記第１加圧ろ板と前記第２加圧ろ板とを開板し、前記ろ室内のケーキを排出するケーキ排出工程とを備えていることを特徴とする。

本発明のフィルタープレス装置を用い、本発明のスラリーの固液分離方法を行うことが可能である。この際、スラリーの供給圧力によって固液分離を行う第１固液分離工程後、第２固液分離工程として、加圧流体導入手段によって調圧室に加圧流体を導入し、調圧室の圧力によって第１、２加圧ろ板の加圧膜を膨張させて固液分離を行う。このため、ケーキを積層方向の両側から加圧できるため、ケーキがより一層液体を含み難い。

したがって、本発明のフィルタープレス装置及びスラリーの固液分離方法によれば、より効果的な固液分離を実現可能である。

本発明において、第１、２加圧ろ板の隣には、他の第１、２加圧ろ板が存在し得る。すなわち、ろ板は３枚以上であり得る。また、加圧流体としては、空気の他、水、油等の液体を採用することができる。

加圧流体導入手段は、調圧室の圧力を増減して加圧膜を振動させることにより、ろ布を振動させる加振部を有することが好ましい。そして、ケーキ排出工程では、加圧流体導入手段によって調圧室の圧力を増減して加圧膜を振動させることによりろ布を振動させ、ろ布からケーキを剥離することが好ましい。この場合、ろ布の振動により、ろ布に付着しているケーキの剥離が容易になる。振動の振幅及び周期は任意に設定可能である。周期をゆっくりとし、徐々にろ布を膨張させて太鼓腹のようにしてケーキを容易に剥離することも可能である。

本発明のフィルタープレス装置及びスラリーの固液分離方法によれば、より効果的な固液分離を実現可能である。

実施例のフィルタープレス装置に係り、スラリーの固液分離方法における閉板工程後の要部模式断面図である。 実施例のフィルタープレス装置に係り、スラリーの固液分離方法における第１固液分離工程後の要部模式断面図である。 実施例のフィルタープレス装置に係り、スラリーの固液分離方法における第２固液分離工程後の要部模式断面図である。 実施例のフィルタープレス装置に係り、スラリーの固液分離方法におけるケーキ排出工程中の要部模式断面図である。

以下、本発明を具体化した実施例を説明する。実施例のフィルタープレス装置は、図１〜４に示すように、複数のろ板１と、複数のろ布３と、スラリーポンプ５と、エアーポンプ７と、制御装置９とを備えている。

各ろ板１は、水平に延びる積層方向で左右に積層され、隣り合う互いの間の距離を移動可能に設けられている。これらろ板１は、図示しない油圧シリンダによって互いに締め付けられるようになっている。

各ろ板１はろ板本体１１と加圧膜１３ａ、１３ｂとからなる。各ろ板本体１１の中央には、積層された状態で互いに連通するスラリー通路１１ａが形成されている。また、各ろ板本体１１における積層方向の一方側である右側には、中央及び外周縁を除いて凹設されることにより、調圧室１１ｂが形成されている。また、各ろ板本体１１における積層方向の他方側である左側には、中央及び外周縁を除いて凹設されることにより、調圧室１１ｃが形成されている。各ろ板本体１１の右側には、中央及び外周縁が各ろ板本体１１と固定された加圧膜１３ａが設けられている。また、各ろ板本体１１の左側には、中央及び外周縁が各ろ板本体１１と固定された加圧膜１３ｂが設けられている。各加圧膜１３ａ、１３ｂはろ板本体１１とともに調圧室１１ｂ、１１ｃを密閉している。また、各ろ板本体１１には、外周側から調圧室１１ｂ、１１ｃに連通する調圧口１５が形成されている。

隣り合う各ろ板１間にはろ布３が設けられている。各ろ布３は、ろ板本体１１のスラリー通路１１ａ内で筒状に繋がっている。各ろ布３内にはろ室２が形成されている。

ろ布３に対して右側に位置するろ板１が第１加圧ろ板１ａに相当する。また、ろ布３に対して左側に位置するろ板１が第２加圧ろ板１ｂに相当する。例えば、図１〜４に示すろ板１のうち、図中の右端に位置するろ板１が第１加圧ろ板１ａに相当し、その左に位置するろ板１が第２加圧ろ板１ｂに相当する。第１加圧ろ板１ａの右隣にもろ板１が存在し、第２加圧ろ板１ｂの左隣にもろ板１が存在する。すなわち、ろ板１は３枚以上であり得る。

スラリーポンプ５にはスラリー管１７が接続されている。スラリー管１７の一端はスラリータンク１９内に延びており、スラリー管１７の他端はスラリー通路１１ａ内の各ろ室２内に接続されている。スラリータンク１９内には固液分離を行おうとするスラリーＳが貯留されている。スラリー管１７の他端側には、スラリー管１７を開閉可能な電磁開閉弁２１が設けられている。

エアーポンプ７には空気管２３が接続されている。空気管２３の一端は大気に開放されており、空気管２３の他端は分岐管２５が接続されている。接続管２５は各ろ板本体１１の各調圧口１５内に接続されている。分岐管２５には、各調圧口１５を開閉する電磁開閉弁２７が設けられている。

スラリーポンプ５、エアーポンプ７、電磁開閉弁２１、２７は制御装置９と電気的に接続されている。制御装置９はスラリーポンプ５のＯＮ、ＯＦＦを制御可能であるとともに、この回転数も調整可能である。また、制御装置９はエアーポンプ７のＯＮ、ＯＦＦを制御可能であるとともに、この回転数も調整可能である。さらに、制御装置９は電磁開閉弁２１、２７の開閉を制御可能である。制御装置９には、調圧室１１ｂ、１１ｃの圧力を増減する加振部９ａが設けられている。なお、制御装置９をろ板１等から遠隔し、スラリーポンプ５等を無線によって制御することも可能である。

スラリーポンプ５、スラリー管１７、スラリータンク１９、電磁開閉弁２１及び制御装置９がスラリー供給手段に相当する。また、エアーポンプ７、空気管２３、分岐管２５、電磁開閉弁２７及び制御装置９が加圧流体導入手段に相当する。

このフィルタープレス装置により以下のようにスラリーＳの固液分離方法を行う。この場合、まず、図１に示すように、閉板工程によって各ろ板１を閉板する。

そして、第１固液分離工程として、図２に示すように、閉板工程後、制御装置９によってスラリーポンプ５を所定回転数で作動させるとともに、電磁開閉弁２１を開け、ろ室２内にスラリーＳを供給する。これにより、スラリーＳの供給圧力によって固液分離を行う。この際、ろ液はろ布３を通過し、ろ板１とろ板１との間から各ろ板１の図示しない通路を経て外部に排出される。

次いで、第２固液分離工程として、図３に示すように、第１固液分離工程後、制御装置９によってエアーポンプ７を所定回転数で作動させるとともに、各電磁開閉弁２７を開け、各ろ板１の調圧室１１ｂ、１１ｃに加圧空気を導入する。これにより、調圧室１１ｂ、１１ｃの圧力によって第１、２加圧ろ板１ａ、１ｂの加圧膜１３ａ、１３ｂを膨張させて固液分離を行う。この際も、ろ液はろ布３を通過し、ろ板１とろ板１との間から各ろ板１の図示しない通路を経て外部に排出される。

こうして、このフィルタープレス装置及びスラリーＳの固液分離方法では、ケーキＣを積層方向の両側から加圧できるため、ケーキＣがより一層液体を含み難い。

そして、ろ過後のケーキＣはろ室２内に残留する。このため、続くケーキ排出工程において、図４に示すように、各ろ板１を順次開板し、ろ室２内のケーキＣを排出する。この際、開板したろ板１の調圧口１５に繋がる電磁開閉弁２７を開け、エアーポンプ７を作動し続ける。これにより徐々にろ布３を膨張させて太鼓腹のようにすれば、ケーキＣを容易に剥離することが可能である。

また、このケーキ排出工程において、制御装置９の加振部９ａにより、エアーポンプ７を作動し続けるとともに、開板したろ板１の調圧口１５に繋がる電磁開閉弁２７を所定の周期で開閉する。また、制御装置９の加振部９ａにより、開板したろ板１の調圧口１５に繋がる電磁開閉弁２７を開放し続けるとともに、エアーポンプ７をＯＮ、ＯＦＦしたり、エアーポンプ７の回転数を変化させる。これらにより、調圧室１１ｂ、１１ｃの圧力が増減し、加圧膜１３ａ、１３ｂが振動する。この結果、ろ布３が振動し、ケーキＣを容易に剥離することが可能である。

したがって、このフィルタープレス装置及びスラリーの固液分離方法によれば、より効果的な固液分離を実現可能である。

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、本発明のフィルタープレス装置及びスラリーの固液分離方法では、加圧流体として水を採用するとともに、加圧流体導入手段として水ポンプを採用し、より強力に加圧膜を膨張させて固液分離を行うことも可能である。また、加圧流体として油を採用するとともに、加圧流体導入手段として油圧ポンプを採用し、より強力に加圧膜を膨張させて固液分離を行うことも可能である。

本発明は、セラミックスの製造方法、食品加工等に利用可能である。

１…ろ板（１ａ…第１加圧ろ板、１ｂ…第２加圧ろ板）
３…ろ布
２…ろ室
Ｓ…スラリー
５、１７、１９、２１、９…スラリー供給手段（５…スラリーポンプ、１７…スラリー配管、１９…スラリータンク、２１…電磁開閉弁、９…制御装置）
１１ｂ、１１ｃ…調圧室
１１…ろ板本体
１３ａ、１３ｂ…加圧膜
１５…調圧口
７、２３、２５、２７、９…加圧流体導入手段（７…エアーポンプ、２３…空気管、２５…分岐管、２７…電磁開閉弁、９…制御装置）
９ａ…加振部

Claims (4)

1. 積層方向に積層されて隣り合う互いの間の距離を移動可能に設けられた複数のろ板と、
   隣り合う前記ろ板間に設けられ、ろ室を形成するろ布と、
   前記ろ室内にスラリーを供給するスラリー供給手段とを備え、
   前記ろ布に対して前記積層方向の一方側に位置する前記ろ板である第１加圧ろ板と、前記ろ布に対して前記積層方向の他方側に位置する前記ろ板である第２加圧ろ板とは、調圧室が形成されたろ板本体と、前記ろ板本体とともに前記調圧室を密閉し、前記調圧室の圧力に応じて前記積層方向に変位可能な加圧膜と、前記調圧室と連通し、前記調圧室に加圧流体を導入可能な調圧口とを有し、
   さらに前記調圧室に前記加圧流体を所定の圧力で導入可能な加圧流体導入手段とを備えていることを特徴とするフィルタープレス装置。
2. 前記加圧流体導入手段は、前記調圧室の圧力を増減して前記加圧膜を振動させることにより、前記ろ布を振動させる加振部を有する請求項１記載のフィルタープレス装置。
3. 積層方向に積層されて隣り合う互いの間の距離を移動可能に設けられた複数のろ板と、
   隣り合う前記ろ板間に設けられ、ろ室を形成するろ布と、
   前記ろ室内にスラリーを供給するスラリー供給手段とを備え、
   前記ろ布に対して前記積層方向の一方側に位置する前記ろ板である第１加圧ろ板と、前記ろ布に対して前記積層方向の他方側に位置する前記ろ板である第２加圧ろ板とは、調圧室が形成されたろ板本体と、前記ろ板本体とともに前記調圧室を密閉し、前記調圧室の圧力に応じて前記積層方向に変位可能な加圧膜と、前記調圧室と連通し、前記調圧室に加圧流体を流入可能な調圧口とを有し、
   さらに前記調圧室に前記加圧流体を所定の圧力で導入可能な加圧流体導入手段とを備えたフィルタープレス装置を用い、
   前記第１加圧ろ板と前記第２加圧ろ板とを閉板する閉板工程と、
   前記閉板工程後、前記スラリー供給手段によって前記ろ室内に前記スラリーを供給し、前記スラリーの供給圧力によって固液分離を行う第１固液分離工程と、
   前記第１固液分離工程後、前記加圧流体導入手段によって前記調圧室に前記加圧流体を導入し、前記調圧室の圧力によって前記加圧膜を膨張させて固液分離を行う第２固液分離工程と、
   前記第１加圧ろ板と前記第２加圧ろ板とを開板し、前記ろ室内のケーキを排出するケーキ排出工程とを備えていることを特徴とするスラリーの固液分離方法。
4. 前記ケーキ排出工程では、前記加圧流体導入手段によって前記調圧室の圧力を増減して前記加圧膜を振動させることにより前記ろ布を振動させ、前記ろ布から前記ケーキを剥離する請求項２記載のスラリーの固液分離方法。

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