JP2517875B2 - 製塩工程における成分濃度測定方法および装置 - Google Patents
製塩工程における成分濃度測定方法および装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、製塩工程において蒸発
缶内で加熱濃縮された母液や苦汁の組成を測定するため
の成分濃度測定方法および成分濃度測定装置に関する。
缶内で加熱濃縮された母液や苦汁の組成を測定するため
の成分濃度測定方法および成分濃度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、製塩工程の一例として図１２に示
したイオン交換膜法製塩がある。この工程では次のよう
な処理が行われる。先ず、電気透析装置１０で海水を濃
縮し、濃縮海水をかん水として結晶化工程に供給する。
このかん水の中には、塩化マグネシウム、塩化カルシウ
ム、塩化カリウムなどの不純物が含まれているが、結晶
化工程において、このかん水を先ず濃縮装置２０でほぼ
塩化ナトリウム飽和まで濃縮し、さらに後段の晶析装置
３０1 〜３０3 で完全な塩化ナトリウム飽和溶液すなわ
ち母液となるまで濃縮し、塩化ナトリウム（塩）を析出
させる。
したイオン交換膜法製塩がある。この工程では次のよう
な処理が行われる。先ず、電気透析装置１０で海水を濃
縮し、濃縮海水をかん水として結晶化工程に供給する。
このかん水の中には、塩化マグネシウム、塩化カルシウ
ム、塩化カリウムなどの不純物が含まれているが、結晶
化工程において、このかん水を先ず濃縮装置２０でほぼ
塩化ナトリウム飽和まで濃縮し、さらに後段の晶析装置
３０1 〜３０3 で完全な塩化ナトリウム飽和溶液すなわ
ち母液となるまで濃縮し、塩化ナトリウム（塩）を析出
させる。
【０００３】上記の工程で、母液中の不純物は逐次濃縮
されるが、晶析装置３０3 において塩化カリウムが析出
する直前で苦汁として苦汁槽４０に排出し、この苦汁は
その一部を遠心分離機５０に供給して固結防止のために
並塩に添加する。
されるが、晶析装置３０3 において塩化カリウムが析出
する直前で苦汁として苦汁槽４０に排出し、この苦汁は
その一部を遠心分離機５０に供給して固結防止のために
並塩に添加する。
【０００４】ここで、母液および苦汁の組成は、晶析装
置３０1 〜３０3 の運転操作および遠心分離機５０の運
転操作など、一連の製塩工程操作における重要な操作因
子の１つである。例えば、晶析装置３０1 〜３０3 の操
作では、母液中の不純物によって製品結晶の粒径が変化
することから、目標とする製品結晶を安定に生産するた
めには、晶析装置３０1 〜３０3 内の母液組成を一定に
保つ必要がある。
置３０1 〜３０3 の運転操作および遠心分離機５０の運
転操作など、一連の製塩工程操作における重要な操作因
子の１つである。例えば、晶析装置３０1 〜３０3 の操
作では、母液中の不純物によって製品結晶の粒径が変化
することから、目標とする製品結晶を安定に生産するた
めには、晶析装置３０1 〜３０3 内の母液組成を一定に
保つ必要がある。
【０００５】また、母液中の不純物が濃厚になって、い
わゆる苦汁になると、製品結晶中のカリウム濃度が高く
なり、食塩や並塩などの製品の品質規格であるカリウム
濃度０．２５％以下を満足できなくなる可能性がある。
特に、並塩の製造では、遠心分離機５０での添加苦汁に
含まれるカリウム濃度の管理は非常に重要である。
わゆる苦汁になると、製品結晶中のカリウム濃度が高く
なり、食塩や並塩などの製品の品質規格であるカリウム
濃度０．２５％以下を満足できなくなる可能性がある。
特に、並塩の製造では、遠心分離機５０での添加苦汁に
含まれるカリウム濃度の管理は非常に重要である。
【０００６】そこで、従来、母液あるいは苦汁の組成を
知るために化学分析が行われている。この化学分析で
は、塩化物イオンを硝酸銀滴定法、マグネシウムイオン
およびカルシウムイオンをキレート滴定法、カリウムイ
オンを炎光光度法によってそれぞれ分析し、こうして得
られたイオン濃度を塩化物として結合計算して塩化マグ
ネシウム、塩化カルシウム、塩化カリウムの各濃度を計
算し、さらに、結合計算上余剰となった塩化物イオンを
塩化ナトリウムとして結合算出するようにしている。
知るために化学分析が行われている。この化学分析で
は、塩化物イオンを硝酸銀滴定法、マグネシウムイオン
およびカルシウムイオンをキレート滴定法、カリウムイ
オンを炎光光度法によってそれぞれ分析し、こうして得
られたイオン濃度を塩化物として結合計算して塩化マグ
ネシウム、塩化カルシウム、塩化カリウムの各濃度を計
算し、さらに、結合計算上余剰となった塩化物イオンを
塩化ナトリウムとして結合算出するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような化学分析法では、母液や苦汁を１０倍〜１０００
倍程度に稀釈する必要があり、しかも対象とする工程あ
るいは試料によって稀釈の倍率が異なるため、操作に要
する時間や労力が多大なものとなっていた。このため、
濃度の管理に時間的な遅れが生じたり、測定回数を多く
できないなどの問題があった。
ような化学分析法では、母液や苦汁を１０倍〜１０００
倍程度に稀釈する必要があり、しかも対象とする工程あ
るいは試料によって稀釈の倍率が異なるため、操作に要
する時間や労力が多大なものとなっていた。このため、
濃度の管理に時間的な遅れが生じたり、測定回数を多く
できないなどの問題があった。
【０００８】また、工程から試料を採取する際にわずか
な冷却あるいは蒸発があっても、塩化ナトリウムや塩化
カリウムが析出してしまうため、析出した塩類の影響は
誤差として扱うほかなく、採取した試料の信頼性も乏し
いのが現状である。
な冷却あるいは蒸発があっても、塩化ナトリウムや塩化
カリウムが析出してしまうため、析出した塩類の影響は
誤差として扱うほかなく、採取した試料の信頼性も乏し
いのが現状である。
【０００９】本発明は、製塩工程において、母液や苦汁
の主要成分である塩化マグネシウム、塩化カルシウム、
塩化カリウムおよび塩化ナトリウムの４成分の濃度をイ
ンラインで測定し、迅速で、かつ、信頼性の高い測定を
行なえるようにすることを課題とする。
の主要成分である塩化マグネシウム、塩化カルシウム、
塩化カリウムおよび塩化ナトリウムの４成分の濃度をイ
ンラインで測定し、迅速で、かつ、信頼性の高い測定を
行なえるようにすることを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになした本発明の製塩工程における成分濃度測定方法
は、製塩工程における蒸発缶に収容された原料溶液中の
成分濃度を測定する成分濃度測定方法であって、塩化マ
グネシウム、塩化カルシウムおよび塩化カリウムを含む
塩化ナトリウムの飽和水溶液についての、密度、屈折
率、超音波伝播速度を塩化マグネシウム濃度、塩化カル
シウム濃度、塩化カリウム濃度および塩化ナトリウム濃
度で表わした関係式と、塩化ナトリウム濃度を塩化マグ
ネシウム濃度、塩化カルシウム濃度、塩化カリウム濃度
で表わした関係式とを予め求めておき、前記原料溶液に
おける密度、屈折率および超音波伝播速度を測定し、上
記測定した密度、屈折率および超音波伝播速度から、前
記関係式に基づいて前記原料溶液の塩化ナトリウム濃
度、塩化マグネシウム濃度、塩化カルシウム濃度および
塩化カリウム濃度を求めるようにしたことを特徴とす
る。
めになした本発明の製塩工程における成分濃度測定方法
は、製塩工程における蒸発缶に収容された原料溶液中の
成分濃度を測定する成分濃度測定方法であって、塩化マ
グネシウム、塩化カルシウムおよび塩化カリウムを含む
塩化ナトリウムの飽和水溶液についての、密度、屈折
率、超音波伝播速度を塩化マグネシウム濃度、塩化カル
シウム濃度、塩化カリウム濃度および塩化ナトリウム濃
度で表わした関係式と、塩化ナトリウム濃度を塩化マグ
ネシウム濃度、塩化カルシウム濃度、塩化カリウム濃度
で表わした関係式とを予め求めておき、前記原料溶液に
おける密度、屈折率および超音波伝播速度を測定し、上
記測定した密度、屈折率および超音波伝播速度から、前
記関係式に基づいて前記原料溶液の塩化ナトリウム濃
度、塩化マグネシウム濃度、塩化カルシウム濃度および
塩化カリウム濃度を求めるようにしたことを特徴とす
る。
【００１１】また、本発明の製塩工程における成分濃度
測定装置は、製塩工程における蒸発缶に収容された原料
溶液中の成分濃度を測定する成分濃度測定装置であっ
て、塩化マグネシウム、塩化カルシウムおよび塩化カリ
ウムを含む塩化ナトリウムの飽和水溶液についての、密
度、屈折率、超音波伝播速度を塩化マグネシウム濃度、
塩化カルシウム濃度、塩化カリウム濃度および塩化ナト
リウム濃度で表わした関係式と、塩化ナトリウム濃度を
塩化マグネシウム濃度、塩化カルシウム濃度、塩化カリ
ウム濃度で表わした関係式とが記憶された記憶手段と、
前記原料溶液における密度を測定する密度測定手段と、
前記原料溶液における屈折率を測定する屈折率測定手段
と、前記原料溶液における超音波伝播速度を測定する超
音波速度測定手段と、前記密度測定手段で測定した密
度、前記屈折率測定手段で測定した屈折率および前記超
音波速度測定手段で測定した超音波伝播速度から、前記
記憶手段に記憶された関係式に基づいて前記原料溶液の
塩化ナトリウム濃度、塩化マグネシウム濃度、塩化カル
シウム濃度および塩化カリウム濃度を求める演算手段
と、を備えたことを特徴とする。
測定装置は、製塩工程における蒸発缶に収容された原料
溶液中の成分濃度を測定する成分濃度測定装置であっ
て、塩化マグネシウム、塩化カルシウムおよび塩化カリ
ウムを含む塩化ナトリウムの飽和水溶液についての、密
度、屈折率、超音波伝播速度を塩化マグネシウム濃度、
塩化カルシウム濃度、塩化カリウム濃度および塩化ナト
リウム濃度で表わした関係式と、塩化ナトリウム濃度を
塩化マグネシウム濃度、塩化カルシウム濃度、塩化カリ
ウム濃度で表わした関係式とが記憶された記憶手段と、
前記原料溶液における密度を測定する密度測定手段と、
前記原料溶液における屈折率を測定する屈折率測定手段
と、前記原料溶液における超音波伝播速度を測定する超
音波速度測定手段と、前記密度測定手段で測定した密
度、前記屈折率測定手段で測定した屈折率および前記超
音波速度測定手段で測定した超音波伝播速度から、前記
記憶手段に記憶された関係式に基づいて前記原料溶液の
塩化ナトリウム濃度、塩化マグネシウム濃度、塩化カル
シウム濃度および塩化カリウム濃度を求める演算手段
と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明の製塩工程における成分濃度測定方法お
よび装置では、塩化マグネシウム、塩化カルシウムおよ
び塩化カリウムを含む塩化ナトリウムの飽和溶液につい
て、重回帰分析等にって予め求められた密度、屈折率、
超音波伝播速度を塩化マグネシウム濃度、塩化カルシウ
ム濃度、塩化カリウム濃度および塩化ナトリウム濃度で
表わした関係式と、塩化ナトリウム濃度を塩化マグネシ
ウム濃度、塩化カルシウム濃度、塩化カリウム濃度で表
わした関係式とを用いる。
よび装置では、塩化マグネシウム、塩化カルシウムおよ
び塩化カリウムを含む塩化ナトリウムの飽和溶液につい
て、重回帰分析等にって予め求められた密度、屈折率、
超音波伝播速度を塩化マグネシウム濃度、塩化カルシウ
ム濃度、塩化カリウム濃度および塩化ナトリウム濃度で
表わした関係式と、塩化ナトリウム濃度を塩化マグネシ
ウム濃度、塩化カルシウム濃度、塩化カリウム濃度で表
わした関係式とを用いる。
【００１３】また、製塩工程に配設した例えば密度計、
屈折率計、超音波濃度計等により、原料溶液における密
度、屈折率および超音波伝播速度を測定し、測定した密
度、屈折率および超音波伝播速度から、前記関係式に基
づいて前記原料溶液の塩化ナトリウム濃度、塩化マグネ
シウム濃度、塩化カルシウム濃度および塩化カリウム濃
度を求める。
屈折率計、超音波濃度計等により、原料溶液における密
度、屈折率および超音波伝播速度を測定し、測定した密
度、屈折率および超音波伝播速度から、前記関係式に基
づいて前記原料溶液の塩化ナトリウム濃度、塩化マグネ
シウム濃度、塩化カルシウム濃度および塩化カリウム濃
度を求める。
【００１４】
【実施例】図１は本発明を製塩工程の晶析装置に適用し
た一実施例を示す図であり、晶析装置３０の結晶缶３０
ａには図示しない前段の装置でかん水を濃縮して得られ
た母液あるいは濃縮かん水が原料溶液として供給され
る。
た一実施例を示す図であり、晶析装置３０の結晶缶３０
ａには図示しない前段の装置でかん水を濃縮して得られ
た母液あるいは濃縮かん水が原料溶液として供給され
る。
【００１５】結晶缶３０ａには循環ポンプ３０ｂを介し
て加熱器３０ｃが設けられており、結晶缶３０ａ内に充
填された原料溶液Ａは、加熱器３０ｃを循環しながらこ
の加熱器３０ｃに供給される蒸気によって加熱され、結
晶缶３０ａからの水蒸気の蒸発により濃縮されて食塩が
析出する。そして、沈澱した食塩が結晶缶３０ａの下部
から取り出される。
て加熱器３０ｃが設けられており、結晶缶３０ａ内に充
填された原料溶液Ａは、加熱器３０ｃを循環しながらこ
の加熱器３０ｃに供給される蒸気によって加熱され、結
晶缶３０ａからの水蒸気の蒸発により濃縮されて食塩が
析出する。そして、沈澱した食塩が結晶缶３０ａの下部
から取り出される。
【００１６】また、循環ポンプ３０ｂと加熱器３０ｃと
を連通する管路には排出弁３０ｄに通じる排出管ａが連
通されており、結晶缶３０ａ内の原料溶液Ａがこの晶析
装置３０に設定されている母液としての所定成分濃度
（管理基準）よりも濃縮された場合に、原料溶液Ａは排
出管ａおよび排出弁３０ｄを介して後段の装置（次段の
晶析装置または苦汁槽）に排出される。
を連通する管路には排出弁３０ｄに通じる排出管ａが連
通されており、結晶缶３０ａ内の原料溶液Ａがこの晶析
装置３０に設定されている母液としての所定成分濃度
（管理基準）よりも濃縮された場合に、原料溶液Ａは排
出管ａおよび排出弁３０ｄを介して後段の装置（次段の
晶析装置または苦汁槽）に排出される。
【００１７】排出管ａには、加熱器３０ｃをバイパスす
る試料採取管ｂが設けられており、この試料採取管ｂに
は試料採取ポンプ１、密度計２および屈折率計３が直列
に配設され、さらに、試料採取ポンプ１と密度計２の間
で分岐した管路には超音波濃度計４が配設されている。
そして、試料採取ポンプ１の作動により、原料溶液Ａは
密度計２および屈折率計３を流動して結晶缶３０ａに還
元されるとともに、超音波濃度計４を流動して排出され
る。
る試料採取管ｂが設けられており、この試料採取管ｂに
は試料採取ポンプ１、密度計２および屈折率計３が直列
に配設され、さらに、試料採取ポンプ１と密度計２の間
で分岐した管路には超音波濃度計４が配設されている。
そして、試料採取ポンプ１の作動により、原料溶液Ａは
密度計２および屈折率計３を流動して結晶缶３０ａに還
元されるとともに、超音波濃度計４を流動して排出され
る。
【００１８】このとき、試料採取管ｂを流動する原料溶
液Ａに対して密度計２は密度を測定し、屈折率計３は屈
折率を測定し、さらに超音波濃度計４は原料溶液中の超
音波伝播速度を測定し、この測定された密度、屈折率お
よび超音波伝播速度のデータがそれぞれパーソナルコン
ピュータ５に供給される。
液Ａに対して密度計２は密度を測定し、屈折率計３は屈
折率を測定し、さらに超音波濃度計４は原料溶液中の超
音波伝播速度を測定し、この測定された密度、屈折率お
よび超音波伝播速度のデータがそれぞれパーソナルコン
ピュータ５に供給される。
【００１９】パーソナルコンピュータ５にはフロッピィ
ディスク等で供給された制御プログラムと後述説明する
関係式が記憶されており、このパーソナルコンピュータ
５は、制御プログラムに従って上記測定された密度、屈
折率および超音波伝播速度のデータから関係式に基づい
て、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化カルシウム
および塩化ナトリウムの濃度を演算する。そして、この
演算で得られた成分濃度に応じて排出弁３０ｄの開閉を
制御して原料溶液Ａの濃度管理を行う。
ディスク等で供給された制御プログラムと後述説明する
関係式が記憶されており、このパーソナルコンピュータ
５は、制御プログラムに従って上記測定された密度、屈
折率および超音波伝播速度のデータから関係式に基づい
て、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化カルシウム
および塩化ナトリウムの濃度を演算する。そして、この
演算で得られた成分濃度に応じて排出弁３０ｄの開閉を
制御して原料溶液Ａの濃度管理を行う。
【００２０】図２は上記実施例のブロック図であり、関
係式記憶手段５Ａ、演算手段５Ｂ、制御手段５Ｃが、次
に説明するパーソナルコンピュータ５とその制御プログ
ラムとによって実現されている。
係式記憶手段５Ａ、演算手段５Ｂ、制御手段５Ｃが、次
に説明するパーソナルコンピュータ５とその制御プログ
ラムとによって実現されている。
【００２１】図３はパーソナルコンピュータ５の制御プ
ログラムのフローチャートであり、同図に基づいて濃度
管理制御の動作を説明する。なお、パーソナルコンピュ
ータ５は制御のタイミングを取るためのタイマーを内蔵
している。
ログラムのフローチャートであり、同図に基づいて濃度
管理制御の動作を説明する。なお、パーソナルコンピュ
ータ５は制御のタイミングを取るためのタイマーを内蔵
している。
【００２２】制御が開始されると、先ずステップＳ１で
試料採取ポンプ１を作動開始させ、ステップＳ２で、密
度計２で測定され密度のデータ、屈折率計３で測定され
た屈折率のデータおよび超音波濃度計４で測定された超
音波伝播速度のデータをそれぞれ読み取って記憶する。
試料採取ポンプ１を作動開始させ、ステップＳ２で、密
度計２で測定され密度のデータ、屈折率計３で測定され
た屈折率のデータおよび超音波濃度計４で測定された超
音波伝播速度のデータをそれぞれ読み取って記憶する。
【００２３】次に、ステップＳ３で、測定データである
密度、屈折率および超音波伝播速度の各データを後述説
明する４元１次連立方程式（関係式）に代入し、この４
元１次連立方程式を解いて、塩化マグネシウム、塩化カ
ルシウム、塩化カリウムおよび塩化ナトリウムの各濃度
を求める。
密度、屈折率および超音波伝播速度の各データを後述説
明する４元１次連立方程式（関係式）に代入し、この４
元１次連立方程式を解いて、塩化マグネシウム、塩化カ
ルシウム、塩化カリウムおよび塩化ナトリウムの各濃度
を求める。
【００２４】次に、ステップＳ４で、予め設定されてい
る管理基準と上記各濃度の比較を行って管理基準を超過
しているか否かを判定し、超過していなければ、ステッ
プＳ５で試料採取ポンプ１の作動を停止させ、ステップ
Ｓ６でタイマーをスタートさせ、ステップＳ７でタイマ
ーがタイムアップするのを監視して一定時間経過してタ
イムアップするとステップＳ１に戻る。
る管理基準と上記各濃度の比較を行って管理基準を超過
しているか否かを判定し、超過していなければ、ステッ
プＳ５で試料採取ポンプ１の作動を停止させ、ステップ
Ｓ６でタイマーをスタートさせ、ステップＳ７でタイマ
ーがタイムアップするのを監視して一定時間経過してタ
イムアップするとステップＳ１に戻る。
【００２５】一方、ステップＳ４で管理基準を超過して
いれば、ステップＳ８でタイマーをスタートさせて排出
弁３０ｄを開いて排出を開始し、ステップＳ９でタイマ
ーがタイムアップするのを監視して一定時間経過してタ
イムアップするとステップＳ１０で排出弁３０ｄを閉じ
てステップＳ１に戻る。
いれば、ステップＳ８でタイマーをスタートさせて排出
弁３０ｄを開いて排出を開始し、ステップＳ９でタイマ
ーがタイムアップするのを監視して一定時間経過してタ
イムアップするとステップＳ１０で排出弁３０ｄを閉じ
てステップＳ１に戻る。
【００２６】以上の動作により、濃縮液の排出と前段の
装置からの結晶缶３０ａへの母液あるいは濃縮かん水の
供給により、結晶缶３０ａ内の原料溶液の成分濃度が管
理基準に保持され、連続稼働によって食塩が回収され
る。
装置からの結晶缶３０ａへの母液あるいは濃縮かん水の
供給により、結晶缶３０ａ内の原料溶液の成分濃度が管
理基準に保持され、連続稼働によって食塩が回収され
る。
【００２７】図４は本発明を製塩工程の苦汁槽に適用し
た他の実施例を示す図であり、苦汁槽４０には図示しな
い前段の晶析装置で濃縮して得られた苦汁が原料溶液と
して供給される。苦汁槽４０には試料採取管ｂ' が配設
され、前記実施例と同様に、この試料採取管ｂ' には試
料採取ポンプ１' 、密度計２' および屈折率計３' が直
列に、さらに、試料採取ポンプ１' と密度計２' の間で
分岐した管路には超音波濃度計４' が配設されている。
た他の実施例を示す図であり、苦汁槽４０には図示しな
い前段の晶析装置で濃縮して得られた苦汁が原料溶液と
して供給される。苦汁槽４０には試料採取管ｂ' が配設
され、前記実施例と同様に、この試料採取管ｂ' には試
料採取ポンプ１' 、密度計２' および屈折率計３' が直
列に、さらに、試料採取ポンプ１' と密度計２' の間で
分岐した管路には超音波濃度計４' が配設されている。
【００２８】そして、試料採取ポンプ１' の作動によ
り、密度計２' 、屈折率計３' および超音波濃度計４'
は流動する苦汁（原料溶液Ａ）の密度、屈折率、超音波
伝播速度をそれぞれ測定し、測定された密度、屈折率お
よび超音波伝播速度のデータがそれぞれパーソナルコン
ピュータ５' に供給される。
り、密度計２' 、屈折率計３' および超音波濃度計４'
は流動する苦汁（原料溶液Ａ）の密度、屈折率、超音波
伝播速度をそれぞれ測定し、測定された密度、屈折率お
よび超音波伝播速度のデータがそれぞれパーソナルコン
ピュータ５' に供給される。
【００２９】また、パーソナルコンピュータ５' は、前
記実施例と同様に、密度、屈折率、超音波伝播速度のデ
ータから関係式に基づいて塩化マグネシウム、塩化カリ
ウム、塩化カルシウムおよび塩化ナトリウムの濃度を演
算し、この演算で得られた成分濃度に応じて図示しない
苦汁供給ポンプを制御して苦汁の濃度管理を行う。
記実施例と同様に、密度、屈折率、超音波伝播速度のデ
ータから関係式に基づいて塩化マグネシウム、塩化カリ
ウム、塩化カルシウムおよび塩化ナトリウムの濃度を演
算し、この演算で得られた成分濃度に応じて図示しない
苦汁供給ポンプを制御して苦汁の濃度管理を行う。
【００３０】図５は上記実施例のブロック図であり、前
記実施例と同様に関係式記憶手段５Ａ' 、演算手段５
Ｂ' 、制御手段５Ｃ' が、次に説明するパーソナルコン
ピュータ５' とその制御プログラムとによって実現され
ている。
記実施例と同様に関係式記憶手段５Ａ' 、演算手段５
Ｂ' 、制御手段５Ｃ' が、次に説明するパーソナルコン
ピュータ５' とその制御プログラムとによって実現され
ている。
【００３１】図６はパーソナルコンピュータ５' の制御
プログラムのフローチャートであり、この実施例の制御
動作も前記実施例と略同様であり、前記実施例の排出弁
３０ｄの代わりに苦汁供給ポンプを制御するようになっ
ている。
プログラムのフローチャートであり、この実施例の制御
動作も前記実施例と略同様であり、前記実施例の排出弁
３０ｄの代わりに苦汁供給ポンプを制御するようになっ
ている。
【００３２】すなわち、ステップＳ１' で試料採取ポン
プ１' を作動開始させ、ステップＳ２' で、苦汁につい
ての密度、屈折率および超音波伝播速度の各測定データ
を読み取って記憶し、ステップＳ３' で、塩化ナトリウ
ム濃度、密度、屈折率および超音波伝播速度の各データ
から４元１次連立方程式を作成してこの４元１次連立方
程式を解いて、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩
化カリウムおよび塩化ナトリウムの各濃度を求める。
プ１' を作動開始させ、ステップＳ２' で、苦汁につい
ての密度、屈折率および超音波伝播速度の各測定データ
を読み取って記憶し、ステップＳ３' で、塩化ナトリウ
ム濃度、密度、屈折率および超音波伝播速度の各データ
から４元１次連立方程式を作成してこの４元１次連立方
程式を解いて、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩
化カリウムおよび塩化ナトリウムの各濃度を求める。
【００３３】次に、ステップＳ４' で、予め設定されて
いる管理基準と上記各濃度の比較を行って超過であるか
否かを判定し、超過でなければ、ステップＳ５' で試料
採取ポンプ１' の作動を停止させてステップＳ６' でタ
イマーをスタートさせ、ステップＳ７' でタイマーがタ
イムアップするのを監視して一定時間経過してタイムア
ップするとステップＳ１' に戻る。一方、ステップＳ
４' で超過であれば、ステップＳ８' で苦汁供給ポンプ
を停止させて処理を終了する。
いる管理基準と上記各濃度の比較を行って超過であるか
否かを判定し、超過でなければ、ステップＳ５' で試料
採取ポンプ１' の作動を停止させてステップＳ６' でタ
イマーをスタートさせ、ステップＳ７' でタイマーがタ
イムアップするのを監視して一定時間経過してタイムア
ップするとステップＳ１' に戻る。一方、ステップＳ
４' で超過であれば、ステップＳ８' で苦汁供給ポンプ
を停止させて処理を終了する。
【００３４】以上の動作により、苦汁槽４０の苦汁の成
分濃度が管理基準に保持される。
分濃度が管理基準に保持される。
【００３５】次に、密度、屈折率および超音波伝播速度
の各データから、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、
塩化カリウムおよび塩化ナトリウムの各濃度を求める演
算方法について説明する。
の各データから、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、
塩化カリウムおよび塩化ナトリウムの各濃度を求める演
算方法について説明する。
【００３６】製塩工程における母液および苦汁は、通
常、塩化ナトリウム飽和水溶液として考えることができ
る。つまり、塩化ナトリウム濃度は、一定の温度のもと
では、他の３成分の濃度に依存することになる。
常、塩化ナトリウム飽和水溶液として考えることができ
る。つまり、塩化ナトリウム濃度は、一定の温度のもと
では、他の３成分の濃度に依存することになる。
【００３７】また、塩を含んだ溶液では、塩の種類によ
って密度、屈折率、超音波伝播速度等の物理的な性質が
異なり、母液や苦汁のように多成分からなる塩類溶液で
も、密度、屈折率、超音波伝播速度などの物性値の加算
性が成り立ち、かつ、それぞれの塩類の寄与が各物性値
において異なっている。
って密度、屈折率、超音波伝播速度等の物理的な性質が
異なり、母液や苦汁のように多成分からなる塩類溶液で
も、密度、屈折率、超音波伝播速度などの物性値の加算
性が成り立ち、かつ、それぞれの塩類の寄与が各物性値
において異なっている。
【００３８】そこで、実験により、母液あるいは苦汁の
塩化ナトリウム濃度、塩化マグネシウム濃度、塩化カル
シウム濃度および塩化カリウム濃度を分析するととも
に、密度、屈折率、超音波伝播速度を計測し、重回帰分
析を行って次のような関係式（１）〜（４）を求める。
塩化ナトリウム濃度、塩化マグネシウム濃度、塩化カル
シウム濃度および塩化カリウム濃度を分析するととも
に、密度、屈折率、超音波伝播速度を計測し、重回帰分
析を行って次のような関係式（１）〜（４）を求める。
【００３９】 ＣNaCl＝ａ＋ｂＣMgCl2 ＋ｃＣCaCl2 ＋ｄＣKCl …（１） Ｄ＝ｅ＋ｆＣMgCl2 ＋ｇＣCaCl2 ＋ｈＣKCl ＋ｉＣNaCl …（２） Ｒ＝ｊ＋ｋＣMgCl2 ＋ｍＣCaCl2 ＋ｎＣKCl ＋ｐＣNaCl …（３） Ｖ＝ｑ＋ｓＣMgCl2 ＋ｔＣCaCl2 ＋ｕＣKCl ＋ｖＣNaCl …（４）
【００４０】ただし、（１）〜（４）式においてａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｍ，ｎ，
ｐ，ｑ，ｚ，ｕ，ｖは重回帰係数、ＣNaClは塩化ナトリ
ウム濃度〔ｗｔ％〕、ＣMgCl2 は塩化マグネシウム濃度
〔ｗｔ％〕、ＣCaCl2 は塩化カルシウム濃度〔ｗｔ
％〕、ＣKCl は塩化カリウム濃度〔ｗｔ％〕、Ｄは密度
〔ｋｇ／ｍ3 〕、Ｒは屈折率〔−〕、Ｖは超音波伝播速
度〔ｍ／ｓｅｃ〕である。
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｍ，ｎ，
ｐ，ｑ，ｚ，ｕ，ｖは重回帰係数、ＣNaClは塩化ナトリ
ウム濃度〔ｗｔ％〕、ＣMgCl2 は塩化マグネシウム濃度
〔ｗｔ％〕、ＣCaCl2 は塩化カルシウム濃度〔ｗｔ
％〕、ＣKCl は塩化カリウム濃度〔ｗｔ％〕、Ｄは密度
〔ｋｇ／ｍ3 〕、Ｒは屈折率〔−〕、Ｖは超音波伝播速
度〔ｍ／ｓｅｃ〕である。
【００４１】上記（１）〜（４）の関係式の各係数（重
回帰係数）をパーソナルコンピュータ５，５' に記憶し
ておき、測定した密度Ｄ、屈折率Ｒおよび超音波伝播速
度Ｖと各係数ａ〜ｖから（１）〜（４）の４元１次連立
方程式を作成し、この４元１次連立方程式を解いて、Ｃ
NaCl，ＣMgCl2 ，ＣCaCl2 ，ＣKCl の値を求める。
回帰係数）をパーソナルコンピュータ５，５' に記憶し
ておき、測定した密度Ｄ、屈折率Ｒおよび超音波伝播速
度Ｖと各係数ａ〜ｖから（１）〜（４）の４元１次連立
方程式を作成し、この４元１次連立方程式を解いて、Ｃ
NaCl，ＣMgCl2 ，ＣCaCl2 ，ＣKCl の値を求める。
【００４２】そして、塩化ナトリウム濃度ＣNaCl、塩化
マグネシウム濃度ＣMgCl2 、塩化カルシウム濃度Ｃ
CaCl2 、塩化カリウム濃度ＣKCl をそれぞれ求める。
マグネシウム濃度ＣMgCl2 、塩化カルシウム濃度Ｃ
CaCl2 、塩化カリウム濃度ＣKCl をそれぞれ求める。
【００４３】図７は本発明の成分濃度測定方法に係わる
実験装置を示す図である。この実験では、晶析装置とし
て、有効加熱面積３〔ｍ2 〕で有効装置容積０．５〔ｍ
3 〕を有するパイロットスケールの噴射混合型晶析装置
を用い、母液あるいは苦汁の組成検出用ラインとして晶
析装置の循環ライン（図中の循環系１）から分岐した口
径２５mmのステンレスチューブの循環系２を設けた。
実験装置を示す図である。この実験では、晶析装置とし
て、有効加熱面積３〔ｍ2 〕で有効装置容積０．５〔ｍ
3 〕を有するパイロットスケールの噴射混合型晶析装置
を用い、母液あるいは苦汁の組成検出用ラインとして晶
析装置の循環ライン（図中の循環系１）から分岐した口
径２５mmのステンレスチューブの循環系２を設けた。
【００４４】そして、この循環系２に直列に密度計、屈
折率計を設置するとともに、超音波濃度計での測定およ
び試料採取用としてポンプ２の噴出側にバルブを設け、
循環系２に流量約５〔ｍ3 ／ｈ〕で母液あるいは苦汁を
循環させて実験を行った。
折率計を設置するとともに、超音波濃度計での測定およ
び試料採取用としてポンプ２の噴出側にバルブを設け、
循環系２に流量約５〔ｍ3 ／ｈ〕で母液あるいは苦汁を
循環させて実験を行った。
【００４５】また、製塩における苦汁の組成は、かん水
の純塩率やせんごう方法によって一概に決定できないの
で、この実験では塩化ナトリウム濃度が８〔ｗｔ％〕に
なる缶内液を苦汁として定義した。
の純塩率やせんごう方法によって一概に決定できないの
で、この実験では塩化ナトリウム濃度が８〔ｗｔ％〕に
なる缶内液を苦汁として定義した。
【００４６】さらに、塩化マグネシウムと塩化カルシウ
ムの組成比は、２〜３：１程度であるが、組成検出の範
囲を拡げるために、この実験では塩化マグネシウムと塩
化カルシウムの組成比として２：１および５：１の場合
を用い、塩化カリウムは、塩化マグネシウム濃度に対し
て１：１および１：１．２５を採用した。
ムの組成比は、２〜３：１程度であるが、組成検出の範
囲を拡げるために、この実験では塩化マグネシウムと塩
化カルシウムの組成比として２：１および５：１の場合
を用い、塩化カリウムは、塩化マグネシウム濃度に対し
て１：１および１：１．２５を採用した。
【００４７】苦汁は、５００〔ｌ〕ポリタンクを使用
し、次表１に示す割合で、塩化マグネシウム、塩化カル
シウムおよび塩化カリウムを水道水に溶解し、全体を５
００〔ｌ〕に調整し、さらに、これに、徐々に水道水を
供給し攪拌を加えながら、同タンクから苦汁を晶析装置
に供給した。
し、次表１に示す割合で、塩化マグネシウム、塩化カル
シウムおよび塩化カリウムを水道水に溶解し、全体を５
００〔ｌ〕に調整し、さらに、これに、徐々に水道水を
供給し攪拌を加えながら、同タンクから苦汁を晶析装置
に供給した。
【００４８】
【表１】
【００４９】以上のようにして、調整した苦汁を全量晶
析装置に供給し、晶析装置に熱源蒸気を供給して９０
〔°Ｃ〕まで昇温させた。同温度まで昇温すると、それ
まで完全に溶解しなかった塩化カリウムも溶解して未飽
和溶液となるので、予め調整した飽和塩化ナトリウム水
溶液を徐々に供給しながら濃縮を開始した。
析装置に供給し、晶析装置に熱源蒸気を供給して９０
〔°Ｃ〕まで昇温させた。同温度まで昇温すると、それ
まで完全に溶解しなかった塩化カリウムも溶解して未飽
和溶液となるので、予め調整した飽和塩化ナトリウム水
溶液を徐々に供給しながら濃縮を開始した。
【００５０】濃縮操作によって晶析装置内の液面レベル
が下降し、晶析装置側壁に設けた監視窓において結晶の
析出を確認したら、水道水を供給することで液面を一定
に保ち、それ以上の結晶が析出しないようにした。
が下降し、晶析装置側壁に設けた監視窓において結晶の
析出を確認したら、水道水を供給することで液面を一定
に保ち、それ以上の結晶が析出しないようにした。
【００５１】この状態で缶内液の屈折率および密度を測
定し、循環系からバルブ操作によって母液を採取して超
音波濃度測定を行い、缶内液組成分析用のサンプルを採
取した。測定を完了したら、晶析装置から缶内液約５０
〔ｌ〕を抜き出し、飽和塩化ナトリウム水溶液約５０〜
７０〔ｌ〕を供給して、再度濃縮を行った。
定し、循環系からバルブ操作によって母液を採取して超
音波濃度測定を行い、缶内液組成分析用のサンプルを採
取した。測定を完了したら、晶析装置から缶内液約５０
〔ｌ〕を抜き出し、飽和塩化ナトリウム水溶液約５０〜
７０〔ｌ〕を供給して、再度濃縮を行った。
【００５２】こうして、稀釈、濃縮、結晶の析出が起こ
った時点で測定という操作を繰り返し、缶内液がほぼ塩
化ナトリウム飽和溶液に置き換わるまで測定を繰り返し
た。また、抜き出した試料については、塩試験方法に準
じて分析を行い、各塩類組成ならびに塩化ナトリウム濃
度を求めた。
った時点で測定という操作を繰り返し、缶内液がほぼ塩
化ナトリウム飽和溶液に置き換わるまで測定を繰り返し
た。また、抜き出した試料については、塩試験方法に準
じて分析を行い、各塩類組成ならびに塩化ナトリウム濃
度を求めた。
【００５３】以上のような実験で得られたデータに基づ
いて重回帰分析を行って前掲の（１）〜（４）式同様の
連立方程式を立て、実際に母液あるいは苦汁を分析した
得た分析値と、この連立方程式を解いて得た測定値とを
比較すると、図８〜図１１のようになり、いずれも相関
係数ｒが０．９３以上と非常に高い相関が得られた。こ
の結果からも前記実施例のように構成した装置で、塩化
ナトリウム濃度、塩化マグネシウム濃度、塩化カルシウ
ム濃度および塩化カリウム濃度が高い精度で測定できる
ことが判る。
いて重回帰分析を行って前掲の（１）〜（４）式同様の
連立方程式を立て、実際に母液あるいは苦汁を分析した
得た分析値と、この連立方程式を解いて得た測定値とを
比較すると、図８〜図１１のようになり、いずれも相関
係数ｒが０．９３以上と非常に高い相関が得られた。こ
の結果からも前記実施例のように構成した装置で、塩化
ナトリウム濃度、塩化マグネシウム濃度、塩化カルシウ
ム濃度および塩化カリウム濃度が高い精度で測定できる
ことが判る。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、塩
化マグネシウム、塩化カルシウムおよび塩化カリウムを
含む塩化ナトリウムの飽和水溶液についての、密度、屈
折率、超音波伝播速度を塩化マグネシウム濃度、塩化カ
ルシウム濃度、塩化カリウム濃度および塩化ナトリウム
濃度で表わした関係式と、塩化ナトリウム濃度を塩化マ
グネシウム濃度、塩化カルシウム濃度、塩化カリウム濃
度で表わした関係式とを重回帰分析等により予め求めて
おき、製塩工程における蒸発缶に収容された原料溶液に
おける密度、屈折率および超音波伝播速度を測定し、こ
の測定した密度、屈折率および超音波伝播速度から、前
記関係式に基づいて原料溶液の塩化ナトリウム濃度、塩
化マグネシウム濃度、塩化カルシウム濃度および塩化カ
リウム濃度を求めるようにしたので、製塩工程におい
て、母液や苦汁の主要成分である塩化マグネシウム、塩
化カルシウム、塩化カリウムおよび塩化ナトリウムの４
成分の濃度をインラインで、迅速、かつ、信頼性高く測
定することができる。
化マグネシウム、塩化カルシウムおよび塩化カリウムを
含む塩化ナトリウムの飽和水溶液についての、密度、屈
折率、超音波伝播速度を塩化マグネシウム濃度、塩化カ
ルシウム濃度、塩化カリウム濃度および塩化ナトリウム
濃度で表わした関係式と、塩化ナトリウム濃度を塩化マ
グネシウム濃度、塩化カルシウム濃度、塩化カリウム濃
度で表わした関係式とを重回帰分析等により予め求めて
おき、製塩工程における蒸発缶に収容された原料溶液に
おける密度、屈折率および超音波伝播速度を測定し、こ
の測定した密度、屈折率および超音波伝播速度から、前
記関係式に基づいて原料溶液の塩化ナトリウム濃度、塩
化マグネシウム濃度、塩化カルシウム濃度および塩化カ
リウム濃度を求めるようにしたので、製塩工程におい
て、母液や苦汁の主要成分である塩化マグネシウム、塩
化カルシウム、塩化カリウムおよび塩化ナトリウムの４
成分の濃度をインラインで、迅速、かつ、信頼性高く測
定することができる。
【図１】本発明を製塩工程の晶析装置に適用した一実施
例を示す図である。
例を示す図である。
【図２】同晶析装置に適用した実施例のブロック図であ
る。
る。
【図３】同晶析装置に適用した実施例におけるフローチ
ャートである。
ャートである。
【図４】本発明を製塩工程の苦汁槽に適用した他の実施
例を示す図である。
例を示す図である。
【図５】同苦汁槽に適用した実施例のブロック図であ
る。
る。
【図６】同苦汁槽に適用した実施例におけるフローチャ
ートである。
ートである。
【図７】本発明に係わる実験装置を示す図である。
【図８】同実験装置によるＭｇＣｌ2 濃度の分析値と測
定値との関係の実験結果を示す図である。
定値との関係の実験結果を示す図である。
【図９】同実験装置によるＣａＣｌ2 濃度の分析値と測
定値との関係の実験結果を示す図である。
定値との関係の実験結果を示す図である。
【図１０】同実験装置によるＫＣｌ濃度の分析値と測定
値との関係の実験結果を示す図である。
値との関係の実験結果を示す図である。
【図１１】同実験装置によるＮａＣｌ濃度の分析値と測
定値との関係の実験結果を示す図である。
定値との関係の実験結果を示す図である。
【図１２】従来のイオン交換膜法による製塩工程の一例
を示す図である。
を示す図である。
１，１' …試料採取ポンプ、２，２' …密度計、３，
３' …屈折率計、４，４' …超音波濃度計、５，５' …
パーソナルコンピュータ。
３' …屈折率計、４，４' …超音波濃度計、５，５' …
パーソナルコンピュータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 浩士 神奈川県小田原市酒匂４丁目13番20号 日本たばこ産業株式会社 海水総合研究 所内 (72)発明者 小松原 修 神奈川県小田原市酒匂４丁目13番20号 日本たばこ産業株式会社 海水総合研究 所内 (72)発明者 二宮 直義 神奈川県小田原市酒匂４丁目13番20号 日本たばこ産業株式会社 海水総合研究 所内
Claims (2)
- 【請求項１】 製塩工程における蒸発缶に収容された原
料溶液中の成分濃度を測定する成分濃度測定方法であっ
て、 塩化マグネシウム、塩化カルシウムおよび塩化カリウム
を含む塩化ナトリウムの飽和水溶液についての、密度、
屈折率、超音波伝播速度を塩化マグネシウム濃度、塩化
カルシウム濃度、塩化カリウム濃度および塩化ナトリウ
ム濃度で表わした関係式と、塩化ナトリウム濃度を塩化
マグネシウム濃度、塩化カルシウム濃度、塩化カリウム
濃度で表わした関係式とを予め求めておき、 前記原料溶液における密度、屈折率および超音波伝播速
度を測定し、 上記測定した密度、屈折率および超音波伝播速度から、
前記関係式に基づいて前記原料溶液の塩化ナトリウム濃
度、塩化マグネシウム濃度、塩化カルシウム濃度および
塩化カリウム濃度を求めるようにしたことを特徴とする
製塩工程における成分濃度測定方法。 - 【請求項２】 製塩工程における蒸発缶に収容された原
料溶液中の成分濃度を測定する成分濃度測定装置であっ
て、 塩化マグネシウム、塩化カルシウムおよび塩化カリウム
を含む塩化ナトリウムの飽和水溶液についての、密度、
屈折率、超音波伝播速度を塩化マグネシウム濃度、塩化
カルシウム濃度、塩化カリウム濃度および塩化ナトリウ
ム濃度で表わした関係式と、塩化ナトリウム濃度を塩化
マグネシウム濃度、塩化カルシウム濃度、塩化カリウム
濃度で表わした関係式とが記憶された記憶手段と、 前記原料溶液における密度を測定する密度測定手段と、 前記原料溶液における屈折率を測定する屈折率測定手段
と、 前記原料溶液における超音波伝播速度を測定する超音波
速度測定手段と、 前記密度測定手段で測定した密度、前記屈折率測定手段
で測定した屈折率および前記超音波速度測定手段で測定
した超音波伝播速度から、前記記憶手段に記憶された関
係式に基づいて前記原料溶液の塩化ナトリウム濃度、塩
化マグネシウム濃度、塩化カルシウム濃度および塩化カ
リウム濃度を求める演算手段と、 を備えたことを特徴とする製塩工程における成分濃度測
定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5286850A JP2517875B2 (ja) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | 製塩工程における成分濃度測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5286850A JP2517875B2 (ja) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | 製塩工程における成分濃度測定方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07140133A JPH07140133A (ja) | 1995-06-02 |
| JP2517875B2 true JP2517875B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=17709844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5286850A Expired - Fee Related JP2517875B2 (ja) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | 製塩工程における成分濃度測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2517875B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011185671A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Osaka Gas Co Ltd | 界面活性剤濃度制御装置及びこれを備えた熱搬送システム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1324316C (zh) * | 2004-12-25 | 2007-07-04 | 福州大学 | 模拟食物寒热配方的方法 |
| RU2349910C1 (ru) * | 2007-07-23 | 2009-03-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Санкт-Петербургское Морское Бюро Машиностроения "Малахит" | Способ определения солености и плотности морской воды |
| WO2012066828A1 (ja) * | 2010-11-15 | 2012-05-24 | 理研計器株式会社 | 燃焼性ガスの比重測定方法および比重測定装置並びにウォッベ指数測定装置 |
| CN103048219B (zh) * | 2012-12-05 | 2014-12-24 | 清华大学 | 一种含碘氢碘酸浓度的分析方法 |
| JP5866078B2 (ja) * | 2013-12-20 | 2016-02-17 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置、原稿サイズ検出方法 |
| CN105675809A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-06-15 | 清华大学 | 一种含碘氢碘酸浓度的分析方法 |
| KR20240093112A (ko) * | 2022-12-15 | 2024-06-24 | 포스코홀딩스 주식회사 | 염수농축공정 예측 시스템 |
-
1993
- 1993-11-16 JP JP5286850A patent/JP2517875B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011185671A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Osaka Gas Co Ltd | 界面活性剤濃度制御装置及びこれを備えた熱搬送システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07140133A (ja) | 1995-06-02 |
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