JP3347204B2 - 2液分離装置および液体/固体分離装置 - Google Patents

2液分離装置および液体/固体分離装置

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JP3347204B2
JP3347204B2 JP33504393A JP33504393A JP3347204B2 JP 3347204 B2 JP3347204 B2 JP 3347204B2 JP 33504393 A JP33504393 A JP 33504393A JP 33504393 A JP33504393 A JP 33504393A JP 3347204 B2 JP3347204 B2 JP 3347204B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は2液分離装置および液体
/固体分離装置の改良技術に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の2液分離装置の原理図であ
り、容器101に例えば油水混合液を供給管102から
注入し、容器101で比重の小さな油103とそれより
重い水104とに分離し、取出管105で油を、取出管
106で水を夫々取出す。油103と水104との境
目、即ち境界面107は当然取出管105,106の中
間に位置しなければならない。一方、下位の取出管10
6は容器の底に溜るドレーンを避けるためになるべく高
い位置に取付け、又、上位の取出管105は液上面の波
打ち等の影響を避けるためになるべく低い位置に取付け
たい。従って、取出管105,106は高さ方向にあま
り間隔を開けて取付けることはできない。
【0003】そこで前記境界面107の位置は正確に制
御されることが望ましい。図4(a)〜(c)は従来の
境界面制御の原理図であり、(a)は静電容量式レベル
計111にて境界面107の位置を検知するものであ
る。(b)は第1フォトセンサ112T,112R(T
は投光器,Rは受光器)と第2フォトセンサ113T,
113Rとを備え、油103の透光率が水104のそれ
と異なるため、第1フォトセンサ112T,112Rで
水104を検知したら境界面107を下げ、第2フォト
センサ113T,113Rで油103を検知したら境界
面107を上げる如くして境界面107を常に第1フォ
トセンサ112T,112Rと第2フォトセンサ113
T,113Rとの間にあるように制御する。(c)は上
部に超音波センサ114を備え、超音波を境界面107
で反射させて境界面107の位置を識別するものであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記図4(a)はレベ
ル計111を容器内に取付ける必要があり、邪魔であ
り、サポートも大変である。更にレベル計111の表面
が汚れると誤動作が発生するので常に清掃する必要があ
り保守管理が大変である。図4(b)は境界面107が
第1フォトセンサ112T,112Rと第2フォトセン
サ113T,113Rとの間を上下することになり、境
界面107の位置精度が悪い。更に容器101を透明に
する若しくは透明ガラスを取付ける必要がある。更に
又、容器の直径が大きくなると光軸調整が難しくなる。
図4(c)は液上面(油103の上面)が波打つと、超
音波が乱れて誤動作することがある。
【0005】この様に従来のレベル制御技術では構造が
複雑な割に信頼性が乏しい。そこで本発明の目的は構造
が簡単で良好に境界面の位置制御が可能な技術を提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本発明は、2液分離装置に、内容物を含む容器の重量を
計測する荷重計測部と、この荷重計測部の計測信号を受
けて第1取出管と第2取出管の液取出割合を変更し、第
1液と第2液の境界面を所定の位置に保持する境界面制
御部とを備えたことを特徴とする。前記容器の内部に電
極を配置することは好ましい。
【0007】または、液体/固体分離装置に、液体およ
び固体を含む容器の重量を計測する荷重計測部と、この
荷重計測部の計測信号を受けて液体と固体の取出割合を
変更し、液体層と固体層の境界面を所定の位置に保持す
る境界面制御部とを備えていることを特徴とする。前記
容器の内部に電極を配置することは好ましい。
【0008】
【作用】2液分離装置において比重の大きい方を第1液
とした場合、境界面が所定の位置より上がると全体重量
が増える。そこで境界面制御部は第1液の取出割合を増
し、境界面を下げる。逆の場合は、第2液の取出割合を
増す又は第1液の取出割合を減らせばよい。また、電極
にてエマルジョン中の滴同士を衝突させ合体させ、境界
面を安定させることができる。
【0009】また、液体/固体分離装置において比重の
大きい方を固体とした場合、境界面が所定の位置より上
がると全体重量が増える。そこで境界面制御部は固体の
取出割合を増し、境界面を下げる。逆の場合は、液体の
取出割合を増す又は固体の取出割合を減らせばよい。ま
た、電極にてエマルジョン中の滴同士を衝突させ合体さ
せ、境界面を安定させることができる。
【0010】
【実施例】本発明の実施例を添付図面に基づいて以下に
説明する。図1は本発明の2液分離装置の原理図であ
り、2液分離装置兼液体/固体分離装置1(以下「2液
分離装置1」と略記する)は、容器2、ロードセルに代
表される荷重計測部3…、ドレーン管4、第1取出管
5、第2取出管6、流量制御弁7、オーバフロー管8、
混合液供給管9及び境界面制御部10からなる。その他
の弁V1,V2,V3は原則として手動弁またはオンオ
フ弁である。上記荷重計測部3は例えば歪ゲージが内蔵
され、外的負荷の大小に応じて歪ゲージが変形し、負荷
を電気信号に変換して出力するものである。
【0011】以上の構成からなる2液分離装置の作用を
次に説明する。図1において第1の例として、油水混合
液が混合液供給管9から容器2に注がれる。この混合液
はオーバフロー管8の排出作用により、これ以上液面が
上がることはない。また、弁V3は非操業時に開けるこ
とで、容器2底のドレーンを排出するためのものであ
り、図では閉じられている。
【0012】容器2で油水は重力分離され下に第1液
(水)11,上に第2液(油)12が溜まり、それらの
間に境界面13が形成される。規定されたレベルに境界
面13がある時の第1液11の容積をv1、第2液12
の容積をv2、第1液11の密度をγ1、第2液12の
密度をγ2、容器2の自重をWとすれば、荷重計測部3
…に掛かる荷重Fは次の通りである。 F=W+v1×γ1+v2×γ2 この関係をほぼ維持した状態で、流量制御弁7及び弁V
2はほぼ1/2開度とされ、第1取出管5で第1液、そ
して第2取出管6で第2液が連続的に容器2から取出さ
れる。
【0013】次に何らかの理由で境界面13が規定レベ
ルより上昇した時を説明する。境界面13が上昇するこ
とは、重い第1液11が増加し、軽い第2液12が減少
したことになる。この重量の増加分をαとすると、荷重
計測部3はF+αの信号を発し、これを受けた境界面制
御部10は直ちに流量制御弁7の開度を増加する。する
と第2液12の取出流量が増すので、境界面13は下降
する。逆に境界面13が規定レベルより下がった場合
は、重量の減少分をβとすると、荷重計測部3はF−β
の信号を発し、これを受けた境界面制御部10は直ちに
流量制御弁7の開度を減少する。すると第1液11の取
出流量が減るので、境界面13は上昇する。
【0014】内径が400mm、高さが600mmの容
器2で第1液11と第2液12の分離作業を実施したと
ころ、境界面13の上下変動は±1mm以内と極めて良
好な成績を得た。
【0015】以上の通り、本発明において、容器2内に
格別のセンサを挿入する必要はなく、また容器2は透明
である必要はなく、且つ容器の径は幾ら大きくとも差支
えない。さらに、混合液の投入等により第2液12の上
面が波打ったとしても荷重計測部3に影響しない範囲で
あれば何ら差支えない。
【0016】尚、本実施例では第1液11を水、第2液
12を油としたが取扱液体はこれに限るものではなく、
要は密度の異なる2種類の液体であれば種類は問わな
い。また、液11,12は純粋な液体である必要はな
く、例えばある種の微細な樹脂ボールを含んだものでも
良い。これについて次に説明する。
【0017】第2の例では、樹脂ボールを大量に含んだ
液体を2液分離装置(液体/固体分離装置)1で処理す
るものである。図1において、樹脂ボールと液体との混
合物を供給管9から容器2へ供給する。樹脂ボールの比
重が液体の比重より大きいとすれば、樹脂ボールは下に
溜まる。そこで、第1取出管5にて樹脂ボールと樹脂ボ
ール相互間に介在した僅かな液体とを取出し、第2取出
管6にて液体のみを取出すことができる。樹脂ボールは
液体で濡れた状態ではあるがマクロ的には樹脂ボールで
あるから、本発明装置1にて液体と樹脂ボールが分離可
能であると言える。
【0018】この第2の例を実験例に基づいて具体的に
説明する。 供給管9から容器2へ供給した混合物; 混合物の総量 1.0 kl(キロリットル)/h
r 液体の量 0.81 kl/hr 樹脂の量 0.19 kl/hr 第1取出管5から取出した液体付き樹脂ボール; 総量 0.33 kl/hr 液体の量 0.14 kl/hr 樹脂の量 0.19 kl/hr 第2取出管6から取出した液体; 総量 0.67 kl/hr 液体の量 0.67 kl/hr 樹脂の量 0.0 kl/hr
【0019】液体/固体分離装置1の第1取出管5にお
ける分離効率ηを次の通り定義する。 分離効率η=(第1取出管からの液体の量)/(容器へ
供給した液体の量) この式に上記数値を代入すると、η=0.14/0.8
1=0.172=17.2%となり、第1取出管5から
僅かな液体(17.2%相当量)の付着した樹脂ボール
を取りだすことができた。
【0020】尚、図1のドレーン管4で第1取出管を兼
用し、オーバフロー管8にて第2取出管を兼用して、第
1取出管5と第2取出管6を廃止してもよい。そうすれ
ば配管の数が半減して装置を簡単に安価にすることがで
きる。
【0021】図2は本発明の別実施例の原理図であり、
この液体分離装置21は容器2の内部に電極22,23
を配置したことを特徴とする。他の構成は図1と同じな
ので符号を援用して詳しい説明を省略する。この別実施
例は例えば水の中に油粒が分散した水中油滴型のエマル
ジョンを処理するのに好適である。その具体的作用を次
に述べる。
【0022】液供給管9を介して油水エマルジョンを容
器2に供給すると、このエマルジョンは比重差により重
い第1液(水)11と軽い第2液(油)とに分れるが、
これらの境にエマルジョン層24がある厚さで残る。こ
のエマルジョン層24は時間とともに徐々に薄くなる
(高さ寸法が小さくなる)が、その変化は緩慢である。
そこで、電極22,23に交流低電圧を印加する。する
と、電気凝集作用により、エマルジョン中の滴同士が衝
突し、合体を繰返す。これをエマルジョンブレークと言
うが、この作用によりエマルジョン層24の高さ寸法が
急速に小さくなることが確認された。薄いエマルジョン
層24を所定のレベルに保持することは、図1で説明し
た通りに荷重計測部3および境界面制御部10で良好に
実施できる。従って、電極22,23を備えた液体分離
装置21はエマルジョンを処理することができ、しかも
エマルジョンブレーク作用により液体の分離を効果的に
行なうこともできる。
【0023】
【発明の効果】以上に述べた通り本発明は、容器に荷重
計測部と境界面制御部を付設するだけでよいから構成は
簡単である。そして、付設機器は全て容器外に置けるの
で静電容量式レベル計の欠点を解消でき、また容器を透
明にする必要はなく容器の径も自在に決めることができ
るのでフォトセンサの欠点を解消でき、更に液上面の波
打ちに直接影響されないので超音波センサの欠点を解消
でき、従って従来の液面制御技術にはない精密な境界面
レベル制御が極めて容易に実施できる。
【0024】また、容器内に電極を配置すれば、エマル
ジョン中の滴同士を衝突させ合体させることができ、こ
の結果、エマルジョン層の高さ寸法を急速に短縮するこ
とができ、境界面の安定化を図る上で好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の2液分離装置の原理図
【図2】本発明の別実施例の原理図
【図3】従来の2液分離装置の原理図
【図4】従来の境界面制御の原理図
【符号の説明】
1…2液分離装置兼液体/固体分離装置、2…容器、3
…荷重計測部、4…ドレーン管、5…第1取出管、6…
第2取出管、7…流量制御弁、8…オーバフロー管、9
…混合液供給管、10…境界面制御部、11…第1液、
12…第2液、13…境界面。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B01D 21/30 ZAB B01D 21/30 ZABJ (72)発明者 横山 正人 神奈川県川崎市川崎区鈴木町1−1 味 の素株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 楠瀬 泰弘 神奈川県川崎市川崎区鈴木町1−1 味 の素株式会社生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭54−13374(JP,A) 特開 平6−86902(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 17/00 - 17/12

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 比重の異なる第1液と第2液の混合液を
    容器に供給し、この容器内で前記混合液を上下に分離
    し、両液を各々取出すことのできる2液分離装置であっ
    て、この2液分離装置は、内容物を含む容器の重量を計
    測する荷重計測部と、この荷重計測部の計測信号を受け
    て第1取出管と第2取出管の液取出割合を変更し、第1
    液と第2液の境界面を所定の位置に保持する境界面制御
    部とを備えていることを特徴とする2液分離装置。
  2. 【請求項2】 比重の異なる液体と固体の混合体を容器
    に供給し、この容器内で前記混合体を上下に分離し、液
    体および固体を各々取出すことのできる液体/固体分離
    装置であって、この液体/固体分離装置は、液体および
    固体を含む容器の重量を計測する荷重計測部と、この荷
    重計測部の計測信号を受けて液体と固体の取出割合を変
    更し、液体層と固体層の境界面を所定の位置に保持する
    境界面制御部とを備えていることを特徴とする液体/固
    体分離装置。
  3. 【請求項3】 前記容器の内部にエマルジョン中の滴同
    士を衝突させ合体させる電極を配置したことを特徴とす
    る請求項1記載の2液分離装置。
  4. 【請求項4】 前記容器の内部にエマルジョン中の滴同
    士を衝突させ合体させる電極を配置したことを特徴とす
    る請求項2記載の液体/固体分離装置。
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WO2024096078A1 (ja) * 2022-11-04 2024-05-10 日本新薬株式会社 フロー分液装置、フロー分液システムおよびリン酸結合を有する化合物の製造方法

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