JP4837775B2 - 改良型垂直連続真空釜 - Google Patents

Description

本発明は、真空釜を使用して溶液から物質を連続晶析させるための改良型装置に関し、より詳細には、ただしこれだけに限るものではないが、垂直連続真空釜における溶液からの砂糖の連続晶析に関する。

重要な用語の定義：
１．白下（Ｍａｓｓｅｃｕｉｔｅ）：（発音＝メスキット（Ｍｅｓｓ−ｋｉｔ））
真空釜から排出される結晶と母液との混合物である。
２．カランドリア（Ｃａｌａｎｄｒｉａ）：熱交換のために密接な間隔に配置された金属管から成る機器。

本発明は、砂糖の連続生産のための改良型装置について説明する。装置は、順に上に重ねて垂直に配置された、多数の真空チャンバもしくは作業チャンバから成る。チャンバは、晶析および蒸発の機能を果たす。各チャンバは、次のチャンバに垂直に連結されており、したがって、糖蜜（ｓｕｇａｒ ｓｙｒｕｐ）は、あるチャンバで蒸発および晶析を受けて特定の粘稠度に達した後で次のチャンバへと進み、そのチャンバで蒸発および晶析によるさらなる濃縮を受ける。プロセスは、順番に続き、その結果、濃縮された製品、すなわち白下が、最後のチャンバから引き出される。この白下は、次いで、さらに加工されて、最終的には晶析した最終製品、すなわち砂糖をもたらす。

従来、連続プロセスの代わりに、真空釜を用いるバッチプロセスが使用された。しかし、それには以下の欠点があった：
１．効率：すべてのステージが１つの容器だけで実施されるので、晶析装置−蒸発装置の効率が低い。
２．蒸気消費量：量的にも質的にも高い。
３．製品品質：成長速度が遅く不均一である。
４．無駄時間：あるプロセスが完了し、次のプロセスを開始しなければならない間の時間である。プロセスが不連続であったので、容器を清掃して新しいバッチに使用できるようにするための空白時間を与えなければならず、その結果、「無駄時間」をまねいた。
５．多様な装填量：変動する加熱蒸気要求および多様な気化物質圧力要件が、より高いエネルギー消費量、ボイラーおよび凝縮機それぞれへの不均一な装填量をまねき、その結果、生産コストの増加および運転効率の低下を引き起こす。

これらの欠点が、蒸発装置−晶析装置から白下（高濃度の懸濁液）を引き出しながら、蒸発装置−晶析装置に種晶および砂糖溶液を連続的に送り込むことによってプロセスが実施される、連続真空釜の開発をもたらした。連続装置は、垂直および水平の２つのタイプである。垂直タイプでは、蒸発−晶析区画が、順に上に重ねて垂直に配置される。水平タイプでは、蒸発−晶析区画が互いに水平に連結される。

水平連続装置の利点は、結晶の平均成長機能が改善されて、より良好な製品品質をもたらしたことであった。様々なタイプの水平装置が従来技術で記載されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５）。

しかし、水平タイプの連続真空釜には、いくつかの欠点があった、すなわち：
ａ）製品品質のばらつき：白下流路の短絡に起因する、最終結晶サイズの大きなばらつき；
ｂ）加工困難：高純度の糖蜜は、加工困難であった；
ｃ）堆積物付着（ｉｎｃｒｕｓｔａｔｉｏｎ）の問題：特に区画間の開口部で、堆積物付着を起こしやすい。堆積物付着は、熱伝達効率を低下させ、糖蜜の循環／移動を妨害して、生産率を低下させるので、望ましい特徴ではない。
ｄ）迂回路提供の不備：水平タイプでは、すべての区画が相互連結され、同一の容器内に置かれる。ある区画から他の区画への糖蜜の移動は、いずれか特定の区画の迂回路を設けることなく、連続的に起こる。したがって、いずれか１つの区画のメンテナンスの場合、ユニット全体を停止しなければならない。
ｅ）最終製品の品質低下：集塊化（ｃｏｎｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ）および偽晶（ｆａｌｓｅ ｇｒａｉｎ）形成が、最終製品の品質低下をより多くまねく。
ｆ）生産率低下：ある区画から他の区画への白下の短絡および飛散が、不十分なまたは低下した生産率をまねいた。
ｇ）より大きなスペース要件：かなり大きな床面積を必要とする。はるかに少ないスペースを用いる機械的アジテータを備えたより旧式のバッチ釜を使用する工場がその釜を連続水平釜に交換するのは、不可能な場合がある。
ｈ）複雑でコストのかかる設計：連続真空釜は、非同一区画を備えた複雑でコストのかかる設計を有する。

水平連続真空釜において前述の欠点を取り除こうとする様々な試みは、装置および制御システムの望ましくない複雑な問題をまねき、構造的およびプロセス工学的因子を好ましくないものにした（特許文献６、特許文献７、特許文献８、および特許文献９）。

水平連続システムの欠点は、垂直連続システムを設計することによって克服された。水平システムの欠点、特に、製品結晶の品質、すなわち、結晶サイズの大きなばらつき、集塊、偽晶形成などに関連した欠点が、また、釜内の別個のステージにおける異なる条件に起因して生じることがわかった。したがって、異なるステージでは異種の処理が必要とされる。そのような異種の処理を与える必要が、垂直連続真空釜の提案をもたらした。

垂直タイプの装置では、加熱手段を備え、場合によっては撹拌手段も備えるいくつかの混合容器が、互いに連通して、順に上に重ねて垂直に据え付けられる。様々なタイプの垂直システムが、従来技術で記載されている（特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５、および特許文献１６）。

真空釜内での機械的循環機（撹拌機）を使用した白下循環の重要性は、十分に確立されている。それは、エネルギー、白下の消尽（ｍａｓｓｅｃｕｉｔｅ ｅｘｈａｕｓｔｉｏｎ）、および砂糖の品質に影響を与える。その結果、釜の撹拌機（循環機）が調査され、しばしば循環を促進するために使用されてきた（特許文献１２、特許文献１５）。機械的循環機（撹拌機）は、砂糖結晶の品質を改善することが示されている。結晶は、より均一に成長し、母液をほとんど含まない（非特許文献１）。砂糖にはあまり色がなく、局所的な過熱による砂糖の損失の危険が低減される。さらに、撹拌は、また、遠心洗浄水消費量を５０％低減する（非特許文献２）。加熱蒸気と白下との間の小さな温度差（＜１２Ｋ）は、撹拌機を使用した場合にだけ可能である。撹拌機（機械的循環）なしでの信頼性の高い運転は、不可能であり、結晶の沈降（ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ）をまねく虞がある（非特許文献３）。より低圧の気化物質の使用が可能となり（例えば、第２または第３の蒸発装置効果による）、その結果、工場蒸気の要件の低減が可能となる。また、循環している結晶の摩擦による摩耗効果により、チューブ上の堆積物が少ない。撹拌機を使用しない合理的な循環を請求している文献は、設計の単純さおよび熱節約を犠牲にしてそのようにしている（特許文献１７、特許文献１８、ならびに特許文献１１、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５、および特許文献１６）。

砂糖溶液は、適切なパイプラインを用いた特定のチャンバの迂回を設けて、諸ステージで、ある容器から別の容器へと移される。砂糖製造用の、撹拌機を備えた様々なタイプの垂直連続装置が、従来技術で記載されている（特許文献１２、特許文献１５）。

特許文献１２（特許文献１９）は、順に上に積み重ねられた真空釜の２つ以上のチャンバから成る装置であって、各チャンバの底部が下のチャンバの受動的蒸気（ｐａｓｓｉｖｅ ｓｔｅａｍ）によって取り囲まれる装置を記載している。好ましい変形形態は、重ね合わされた４つのチャンバを有する。初めにそれを流れるチャンバのアジテータは、高速混合アジテータとして実装され、後続のチャンバのアジテータは、ロールオーバーアジテータとして実装され、いずれの場合にも共通のシャフト上に配置される。

そのようなシステムによって提供される主な利点は、以下の通りである。：
ｉ．集塊および偽晶形成の低減による製品品質の改善。
ｉｉ．白下の均質化が得られる。
ｉｉｉ．長い運転サイクル：釜は、高純度の白下の場合でも、全プラントの停止なしに操作持続期間（ｃａｍｐａｉｇｎ）全体を通して利用可能であり、それによって無駄時間を劇的に短縮する。
ｉｖ．プロセス条件に対する、晶析チャンバおよび撹拌機（機械的循環機）の最適な適合。
ｖ．エネルギー節約、すなわち、運転コストの削減。

しかし、そのような配置は、垂直連続真空釜の基本的な特徴を妨害する、すなわち、共通シャフト上に据え付けられた撹拌機は、チャンバのうちの１つが清掃もしくは他の理由で運転中止されるときに欠点をまねく。

前記欠点を克服するために、いずれか１つのチャンバが清掃などのために運転中止されるときにもプロセスが中断されないように、蒸発−晶析チャンバごとに別々に駆動される撹拌機（循環機）が商業的に導入された。これは、チャンバ間に中間部を導入することによって達成され、その中間部には撹拌機（循環機）駆動装置およびギアボックスが据え付けられ、循環機シャフトがそのような各容器の最上部カバーを貫いて延び、ダウンテーク内に機械的循環機（インペラ）を備える。釜のこの設計は、第５のチャンバの、その容量（ｃａｐａｃｉｔｙ）を増大させるための改造を可能にした（非特許文献４）。

結晶滞留時間の差、したがって結晶成長の差により、広い結晶サイズ分布が存在した。その根底にある原因は、撹拌機を備えた蒸発−晶析チャンバの数が限られていることであった。

結晶品質のばらつきが、蒸発−晶析容器の数が限られていることによる加工の限界に起因して引き起こされるので、問題の明らかに単純な解決策は、容器の数を増やすことになる。

実際、蒸発晶析を連続プロセスにしようとする初期の考えおよび試みは、結晶サイズ分布の広がりの理由から、撹拌機（循環機）を備えた少なくとも８つのチャンバが順次配置された場合にのみこの目的を達成できるという認識を導いた（非特許文献５）。

したがって、そのうちの１つが清掃されている間に７つが運転中となるべき、撹拌機を備えた８つのチャンバのカスケード配置を構築することが、初めに提案された。しかし、経済的理由から、この構想は、今日まで実装することができなかった。処理チャンバの数の増加に付随した主な問題は、以下の通りである：
１．装置の高さの増大；
２．機械的撹拌機のモータが最上部据付型である場合にも、また撹拌機が共通シャフト上に据え付けられる場合にも、撹拌機シャフトが非常に長くなる；
３．付随した技術的問題：例えば、設置の複雑さ、メンテナンスの問題、ノイズレベルの増大、位置合わせ／案内（ｇｕｉｄａｎｃｅ）要件など。

以上から、垂直タイプの連続装置は、水平システムに優る明確な利点をもたらしたが、また、単一の装置に組み込むことのできるステージの数に関する技術的限界も有していたことが明らかである。

２つの直立塔の形態の垂直装置を構築するために、また各塔のチャンバに上方から下方へと連続して流れるような形で塔のチャンバを切り替えるために多数のチャンバが存在する代替的な一実施形態が、特許文献１２で提案された。しかし、そのような「ツインタワー」配置には、やはり以下の欠点がある：
ｉ）エネルギー要件、例えばポンピングを増加させる。
ｉｉ）前述の欠点に加えて、システムの全体的な性能および効率の低下をまねく。
ｉｉｉ）また、そのような配置におけるチャンバの迂回に付随した問題もある。

本発明は、これらの欠点を新規の方法で克服することができた。

インド特許データベースの調査によって、本発明に関する特許が従来技術で記載されていないことが明らかになる。
印国特許第ＩＮ１６１５０６号明細書 印国特許第ＩＮ１７０７０２号明細書 英国特許第ＧＢ１０４９７９８号明細書 米国特許第ＵＳ３６２７５８２号明細書 独国特許第ＤＥ２１２８０３１号明細書 米国特許第ＵＳ３８７９２１５号明細書 欧州特許ＥＰ０１７２９６５号明細書 米国特許第ＵＳ５２０１９５７号明細書 米国特許出願第ＵＳ２００４１７７８４６号明細書 特開昭５２―００１０４５号公報 米国特許第ＵＳ４１２０７４５号明細書 欧州特許第ＥＰ００６５７７５号明細書 欧州特許第ＥＰ０２０１６２９号明細書 独国特許第ＤＥ３８３９１８２号明細書 仏国特許第ＦＲ２６９５８３７号明細書 国際出願第ＩＮ／ＰＣＴ／２００２／０２１４９／ＣＨＥ号パンフレット 印国特許第ＩＮ１４５８８５号明細書 印国特許第ＩＮ１６９９１３号明細書 独国特許第ＤＥ３１２０７３２号明細書 ｖａｎ ｄｅｒ ｐｏｅｌ １９８０、Ｒｉｅｇｅｒ ｅｔ ａｌ． １９８９： Ｚｕｋｅｒｉｎｄｕｓｔｒｉｅ、１０５、２３７〜２４０ ｖａｎ ｄｅｒ ｐｏｅｌ １９８０： Ｚｕｋｅｒｉｎｄｕｓｔｒｉｅ、１０５、２３７〜２４０ Ａｕｓｔｍｅｙｅｒ， Ｋ．Ｅ．； Ｓｃｈｌｉｅｐｈａｋｅ， Ｄ．； Ｅｋｅｌｈｏｆ， Ｂ．； Ｓｉｔｔｅｌ， Ｇ．（１９８９）： Ｚｕｋｅｒｉｎｄｕｓｔｒｉｅ １１４、８７５〜８７８ Ｂ．Ｍ．Ａ．社のウェブサイト、［online］、［平成２０年０９月１８日］、インターネット＜ＵＲＬ：ｗｗｗ．ｂｍａ−ｄｅ．ｃｏｍ＞ Ａｕｓｔｍｅｙｅｒ， Ｋ．Ｅ．、１９８２； Ｚｕｃｋｅｒｉｎｄｕｓｔｒｉｅ １０７、４０１〜４１４

本発明の主な目的は、固定された高さ以内に多数のチャンバを導入することに付随した、技術的限界の問題、またさらに経済性の問題も克服されている、改良型垂直装置を開示することである。

本発明の他の目的は、広い結晶サイズ分布、集塊、および偽晶形成に起因した不十分な結晶品質の問題が大きく軽減されるが、運転の経済性は維持される、改良型垂直連続蒸発晶析装置を提供することである。

従来技術の調査によって、最適な製品品質のためには８つのチャンバの単一の垂直連続真空釜を有することがきわめて望ましいが、それが技術的困難および経済性ゆえに商業的レベルではまだ実装されていないことが明らかになる。既存の最先端の装置は、約３１メートルの全高を占める、順に上に重ねて配置された、撹拌機を備えた４つもしくは５つのチャンバから成る。本発明では、ほぼ同じ高さ以内に、４つもしくは５つのチャンバの代わりに、追加の貯蔵／バッファタンクとともに８つのチャンバが新規手法を用いて組み込まれている。この手法によれば、各チャンバの気化物質スペースの特別に隔離されたポケットに駆動装置を収めることによって、機械的循環機（撹拌機）のための共通のシャフトを使用せずに、機械的循環機駆動装置およびギアボックスを収めていたチャンバ間の中間スペースがすべてなくなった。さらに、駆動装置を底部据付型にする際に別の新規手法を採用して、既存の装置の５．０〜６．０メートルから本発明のわずか０．５〜０．５６メートルへのシャフト長の大幅な短縮をもたらし、容易な設置およびメンテナンスを可能にし、また電力節約をもたらしている。

したがって、本発明は、複数の真空チャンバが共通軸上で順に上に積み重ねられた、垂直軸を有する円筒状ハウジングを含む改良型垂直連続真空釜であって、各チャンバが、チャンバの上方の追加スペースではなく、各チャンバの気化物質スペース部分の隔離されたポケットに収められた、底部据付型の機械的循環機を有していて、これまでは４つもしくは５つの作業チャンバしか立てられなかったのと同じ高さ以内に、少なくとも８つの作業真空チャンバと、円筒状ハウジングの最上部の貯蔵もしくはバッファタンクとを立てることを可能にしており、したがって２つの直立塔を立てる必要をなくしていることを特徴とする、真空釜を提供する。

本発明は、既存の標準的な高さ以内の、８つのチャンバと最上部の貯蔵タンクとから成る改良型垂直連続真空釜装置（図１および図２）であって、各チャンバが、チャンバの上方の追加スペースではなく、各チャンバの気化物質スペース部分の隔離されたポケットに収められた底部据付型の駆動装置を有することを特徴とする、真空釜装置から成る。その結果、多数のチャンバに付随した技術的問題は、本発明で解決された。垂直装置における区画の数を増やすことには、運転の経済性のほかに、製品品質を高めるという明確な利点がある。しかし、経済的限界が、チャンバの数が増やされるという結果をもたらすことのできる、装置の高さの増加を妨げた。また、撹拌機（循環機）駆動装置の位置決め、設置、およびメンテナンスに付随した技術的問題が、同じ装置高さ以内でチャンバの数を増やすことを妨げた。

新しい発明では、３つの主要な技術革新が実施されている：
１．撹拌機（機械的循環機）駆動装置を収めるための既存のスペースの新規利用：本発明では、機械的循環機アセンブリを収めるために追加スペースを使用する代わりに、各チャンバ内の既存の気化物質スペースを利用して駆動装置を収めている。この新規配置は、各作業チャンバの床にあるＷ字形の底部の上方にテーパしている円錐体内に底部駆動型の機械的撹拌機（循環機）を嵌合させる、隔離されたポケットを、作業チャンバ下部の気化物質スペース部分から切り離すことによって可能となった。この結果、これまでは４つもしくは５つのチャンバしか立てられなかった約３１メートルのほぼ同じ高さ以内に、最上部に追加の貯蔵もしくはバッファタンクを設けて少なくとも８つのチャンバが立てられた。類似寸法の装置の場合よりも大きな加熱表面および正味体積によって、製品品質およびスループットの大幅な改善が達成される。またそれは、２つの直立塔を立てる必要をなくし、それによってシステムの全体的な性能および効率を高める。
２．撹拌機（循環機）アセンブリの位置および嵌合機構の変更：底部嵌合型の撹拌機（循環機）駆動装置およびギアボックスは、従来のシャフト長５．０ｍ〜６．０ｍに比べてわずか約０．５ｍ〜０．５６ｍという非常に短縮されたシャフト長をもつ、カップリングなしに直接据え付けられた直列の遊星駆動装置であり、それによって、容易な設置、電力消費量の低減、メンテナンス要件、空気漏れの解消を可能にし、それによってシステムを小型にし、システムの全体的な効率を高める。
３．共通シャフトの排除：各区画は、それ自体の撹拌機（循環機）アセンブリを有していて、メンテナンスを困難にしていた中央に据え付けられた長いシャフトの必要をなくす。対照的に、本装置のメンテナンスおよび清掃は、はるかに簡単である。

これらの技術革新の結果、固定された高さの装置への多数のチャンバの導入を妨げていた技術的および経済的問題が克服された。

装置は、
複数の真空チャンバ２が共通軸（図１）上で順に上に積み重ねられた、垂直軸を有する円筒状ハウジング１であって、各真空チャンバ２が、下方のスペースが下のチャンバの受動的蒸気によって取り囲まれる、Ｗ字形の底部３を実質的に有しており、各作業チャンバ２が、それに関係付けられた、白下の状態および毎時排出体積についての定値制御を有しており、所与の作業チャンバの毎時排出体積が、直前の作業チャンバの毎時排出体積よりも大きい、円筒状ハウジング１と、
円筒状ハウジング外部の共通供給部５から能動的加熱蒸気によって供給される、垂直管固定式の環状カランドリア４を含む熱供給手段と、
スワールブレーカ７を備え、軸流インペラまたは機械的循環機８が各作業チャンバ２のダウンテーク６内に配置された、中央ダウンテーク６と、
ａ）加熱蒸気圧力、
ｂ）気化物質圧力、
ｃ）白下の状態、
ｄ）注入糖蜜の供給割合および流量、
ｅ）注入糖蜜と種供給との比、
ｆ）白下レベル、ならびに
ｇ）その移動手段が重力排出手段を含む、上方の釜から下方の釜への白下の移動、
を制御する１つもしくは複数の機構と、
ダウンテーク６内の下側の隣のチャンバへの開口部の白下供給パイプ１１に連結された、同じチャンバのレベルセンサによって調節される制御弁１０を備える、あらゆるチャンバ２の床にある白下排出パイプ９と、
ダウンテーク６へと直接流出し、それによって各チャンバの多数の入口および配管要件を低減している第１の（最上部の）チャンバ以外の、各チャンバの白下供給パイプ１１へと流出する共通入口パイプ１３に連結された、種晶、注入糖蜜、および温水用の弁制御された入口を有するフィードボックス１２と、
フィードボックス１２内に出口を有する、ブリックスセンサによって調節される制御弁を通じて共通の糖蜜注入ヘッダ１５に連結された、各チャンバに注入糖蜜を導入するための手段１４と、
フィードボックス１２へと流出する、第１の作業チャンバに種晶を連続的に導入する手段１６と、
最後の作業真空チャンバ２から糖蜜と製品結晶とを連続的に引き出す出口手段１７と、
凝縮機／気化物質再圧縮機に連結された、また飛沫同伴分離（ｅｎｔｒａｉｎｍｅｎｔ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）のための手段１９も備える、共通の気化物質ライン１８を通じて気化物質と非凝縮性物質とを排出する手段と、
凝縮物の除去のための手段２０と、
適切なパイプ２１の配置によって特定の作業チャンバ２を迂回する手段と、
真空破壊手段２２と、
チャンバの床にある白下排出ダクト９に連結された、制御弁によって調節される、共通の洗い流しドレンパイプ（図示せず）へと流出する、洗い流しドレンライン２６を備えた、弁によって制御された蒸気供給ライン２３と温水／冷水供給ライン２４および２５とを含む清掃手段と、から成る。

本発明の最も顕著な特徴によれば、新規手法を採用して、これまでは４つもしくは５つの作業チャンバしか立てられなかったのと同じ高さ以内に、少なくとも８つの作業真空チャンバ２と、円筒状ハウジング１の最上部の貯蔵もしくはバッファタンク２７とを立てることを可能にしており、ゆえに、２つの直立塔を立てる必要をなくし、それによってシステムの全体的な性能および効率を高めていることが観察される。

これは、各作業チャンバの床にある略Ｗ字形の底部の上方にテーパしている円錐体内に底部駆動型の機械的撹拌機（循環機）を嵌合させる、隔離されたポケット２８を、作業チャンバ下部の気化物質スペース部分２９から切り離すことによって可能となった。隔離されたポケットは、設置およびメンテナンス作業を可能にする十分なスペースを有する。

前記底部嵌合型の機械的撹拌機（循環機）は、わずか約０．５ｍ〜０．５６ｍという非常に短縮されたシャフト長をもつ、カップリングなしに直接据え付けられた直列の遊星駆動装置３０であり、それによって、容易な設置、電力消費量の低減、メンテナンス要件、空気漏れの解消を可能にし、システムの全体的な効率の増加をもたらす。これは、次の２つの因子によって達成されている：
ａ．位置決め：真空釜作業チャンバ２内に完全に配置された特別な封止／支承ハウジング３１内に、封止手段および支承アセンブリを位置決めすること、ならびに
ｂ．改良型ギアボックスの使用：駆動装置の直接直列フランジ据付けのための重要な配置を備えた、中空スプライン出力部と中空入力部とを有する直列遊星タイプの小型軽量ギアボックス３２の使用。それは、カップリングおよび支持構造なしに各作業チャンバ２の底部に直接据え付けられる。また、インペラ（循環機）ベーンの設計を変更することなく、より上方の作業チャンバの機械的撹拌機（循環機）には、最後のおよび／またはより下方の作業チャンバに設置されるものよりも定格の低い駆動装置が設置されて、システムをさらにエネルギー効率の良いものにする。

封止／支承ハウジング３１は、その外側に、逆円錐体３３によって設けられる。前記逆円錐体３３の利点は、それがハウジング３１に隣接したよどみ領域を回避し、真空釜作業チャンバ２内の白下の循環を助けることである。逆円錐体３３の他の利点は、それが封止／支承ハウジング３１に補強をもたらすことである。

本発明の他の特徴は、糖蜜、温水、および冷水用のチャンバを備えた貯蔵タンク２７が、円筒状ハウジング１の最上部、すなわち、作業真空チャンバ２の上に据え付けられることである。それは、連続ポンピング要件を低減し、貯蔵タンクが連続供給のためのバッファとして機能して、やはりシステムの効率を高める。前記貯蔵もしくはバッファタンク２７の底部は、逆円錐体３４の形態である。共通の注入糖蜜ヘッダ１５、温水／冷水ヘッダ２４および２５は、貯蔵もしくはバッファタンク２７からのそれぞれの出口に連結される。

他の特徴は、飛沫同伴分離手段が、上方の２つの作業チャンバが４つの小型飛沫同伴分離器を有し、下方の他のチャンバが３つの小型飛沫同伴分離器を有する、非常に小型の遠心分離タイプの飛沫同伴分離器１９を含むことである。大型のものの代わりに軽量小型の多数の飛沫同伴分離器を使用することには、製作、設置、およびメンテナンスが容易であるという利点がある。

本発明の他の実施形態では、最上部または最下部の作業真空チャンバを起晶チャンバとして使用することができる。前記起晶チャンバは、作業チャンバよりも高いストライクレベルで動作する。

本発明では、運転の経済性を維持しながら、より大きな加熱表面および正味体積をもたらす、同一寸法内のチャンバの数の増加によって、製品品質およびスループットの大幅な改善が達成される。

本発明の技術的特徴と大手企業の市販装置との比較が以下に与えられており、これが説明に役立つ。

本発明における区画数の増加による滞留時間比の短縮によって、変動係数が低減される、すなわち、粒径分布範囲が狭い砂糖を生産することができる。

本発明について特定の諸実施形態に即して説明したが、この説明は、限られた意味に解釈されることを意図したものではない。ここに開示の諸実施形態の様々な修正形態ならびに本発明の代替形態が、本発明の説明を参照すれば当業者には明らかとなる。したがって、ここに記載の本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、そのような修正を加えることができることが企図される。

本発明による改良型垂直連続真空釜の立断面図である。 図１の別の立断面である。 図２の釜の最上部の２つの作業チャンバの拡大図である。

符号の説明

１ 円筒状ハウジング
２ 真空チャンバ
３ 底部
４ 環状カランドリア
５ 共通供給部
６ ダウンテーク
７ スワールブレーカ
８ 軸流インペラ、機械的循環機
９ 白下排出パイプ、白下排出ダクト
１０ 制御弁
１１ 白下供給パイプ
１２ フィードボックス
１３ 共通入口パイプ
１４ 糖蜜を導入するための手段
１５ 糖蜜注入ヘッダ
１６ 種晶を連続的に導入する手段
１７ 出口手段
１８ 気化物質ライン
１９ 飛沫同伴分離のための手段
２０ 凝縮物の除去のための手段
２１ パイプ、迂回手段
２２ 真空破壊手段
２３ 蒸気供給ライン
２４、２５ 温水／冷水供給ライン
２６ 洗い流しドレンライン
２７ 貯蔵もしくはバッファタンク
２８ 隔離されたポケット
２９ 気化物質スペース部分
３０ 遊星駆動装置
３１ 封止／支承ハウジング
３２ 小型軽量ギアボックス
３３ 逆円錐体
３４ 逆円錐体

Claims (12)

1. 垂直連続釜型の砂糖晶析用装置であって、
   複数の真空チャンバが共通軸上で順に上に積み重ねられた、垂直軸を有する円筒状ハウジングであって、
   各前記チャンバが下方のスペースが下のチャンバの受動的蒸気によって取り囲まれるＷ字形の底部を有しており、
   各前記チャンバがそれに関係付けられた、白下の状態および毎時排出体積についての定値制御を有しており、所与の作業チャンバの毎時排出体積が、直前の作業チャンバの毎時排出体積よりも大きい、円筒状ハウジングと、
   垂直管固定式の環状カランドリアを含む熱供給手段であって、前記円筒状ハウジング外部にあり各前記環状カランドリアに共通する共通供給部から能動的加熱蒸気が供給される、熱供給手段と、
   軸流インペラまたは機械的循環機がその中に配置された、中央ダウンテークと、
   ａ）加熱蒸気圧力、
   ｂ）気化物質圧力、
   ｃ）白下の状態、
   ｄ）注入糖蜜の供給割合および流量、
   ｅ）注入糖蜜と種供給との比、
   ｆ）白下レベル、ならびに
   ｇ）重力排出手段を含む移動手段を使用する、上方の釜から下方の釜への白下の移動、
   を制御するように動作可能である少なくとも１つの機構と、
   各前記チャンバの底部にある白下排出パイプであって、前記チャンバには同じチャンバのレベルセンサによって調節される制御弁が備えられており、隣にある下側のチャンバの白下供給パイプに連結された、白下排出パイプと、
   ブリックスセンサによって調節される制御弁を通じて共通の糖蜜注入ヘッダに連結された、各チャンバに注入糖蜜を導入するための入口と、
   第１の作業チャンバに種晶を連続的に導入する手段と、
   最後の作業真空チャンバから糖蜜と製品結晶とを連続的に引き出す出口と、
   凝縮機／気化物質再圧縮機に連結され、かつ、飛沫同伴分離のための手段も備える、共通の気化物質ラインを通じて気化物質と非凝縮性物質とを排出する手段と、
   凝縮物の除去のための手段と、
   適切なパイプの配置によって特定の作業チャンバを迂回する手段と、
   各前記チャンバの底部にある前記白下排出パイプに連結された、制御弁によって調節される、共通の洗い流しドレンパイプへと流出する、洗い流しドレンラインを備えた、弁制御型の蒸気供給ラインと温水／冷水供給ラインとを含む清掃手段と、
   を含んでおり、
   各作業チャンバが、底部据付型の機械的循環機を有し、前記機械的循環機の最低部を除いて、それより下に続くチャンバの気化物質スペース部分の隔離されたポケットに収められていることを特徴とする垂直連続釜型の砂糖晶析用装置。
2. 各作業チャンバのＷ字形の底部の上方にテーパしている円錐体内に据え付けられた前記底部据付型の機械的循環機が、循環機シャフトの長さを著しく低減した小型構成であることを特徴とする請求項１に記載の垂直連続釜型の砂糖晶析用装置。
3. 前記底部据付型の機械的循環機には、封止／支承ハウジングの前記作業チャンバの内側に全体的に配置された封止手段及び支承部が設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の垂直連続釜型の砂糖晶析用装置。
4. 前記封止手段及び支承部には、逆円錐体が設けられることを特徴とする請求項３に記載の垂直連続釜型の砂糖晶析用装置。
5. 前記底部据付型の機械的循環機の駆動装置は、ギアボックスと同軸上に取り付けられ、前記ギアボックスは、任意のカップリング又は支持構造を有することなく、前記各作業チャンバの底部に直接据え付けられることを特徴とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の垂直連続釜型の砂糖晶析用装置。
6. 前記ギアボックスは、前記駆動装置の直接直列フランジ据付けのための重要な配置を備えた、中空スプライン出力部と中空入力部とを備える直列の直接据付型遊星ギアボックスであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の垂直連続釜型の砂糖晶析用装置。
7. 前記垂直連続釜型の砂糖晶析用装置は、少なくとも６つの前記チャンバを含み、
   各前記チャンバは、それぞれ機械的循環機を有し、
   前記機械的循環機のそれぞれは、定格を有する駆動装置を有し、
   複数の前記機械的循環機のうち最上側の５つは、下側にある機械的循環機に関連する少なくとも１つの駆動装置より定格が低い駆動装置をそれぞれ有し、
   前記下側にある機械的循環機及び前記最上側の５つの機械的循環機は、同一の設計の循環機ベーンを有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の垂直連続釜型の砂糖晶析用装置。
8. 前記円筒状ハウジングに、糖蜜、温水、および冷水用のチャンバが前記円筒状ハウジングの最上部に据え付けられた、貯蔵もしくはバッファタンクが設けられることを特徴とする請求項１に記載の垂直連続釜型の砂糖晶析用装置。
9. 前記貯蔵もしくはバッファタンクの底部が逆円錐体であることを特徴とする請求項８に記載の垂直連続釜型の砂糖晶析用装置。
10. 共通の注入糖蜜ヘッダと、温水および冷水ヘッダとが、前記貯蔵もしくはバッファタンクからのそれぞれの出口に連結されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の垂直連続釜型の砂糖晶析用装置。
11. 前記作業チャンバは、飛沫同伴分離手段を有し、
    前記飛沫同伴分離手段は、前記作業チャンバのうち最上部の２つの作業チャンバが４つの飛沫同伴分離器を有し、下方の他のチャンバが３つの前記飛沫同伴分離器を有する、遠心分離タイプの飛沫同伴分離器を有していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の垂直連続釜型の砂糖晶析用装置。
12. 最上部のチャンバ又は最下部のチャンバは、起晶チャンバとして使用されることができることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の垂直連続釜型の砂糖晶析用装置。

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