JPH04334501A - 遠心エバポレーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、遠赤外線放射物体を
槽に内蔵した遠心エバポレーターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】遠心エバポレーターは資料管を回転させ
ることにより、遠心力によって資料の泡立ちや、突出を
押さえながら、槽内の空気を真空ポンプによって排出し
、資料の濃縮、乾燥を行なうものである。槽内が真空に
近付くに従い、或る一定のところまでは資料中の水分は
急速に蒸発する。しかし一方、槽内の温度も急速に低下
し、資料は氷点以下となり蒸発速度は押さえられる。 従来は蒸発速度を高めるため、槽の外周にラバーヒータ
ーを巻くなどして加熱する試みがなされてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしその効果は極め
てわずかなものであった。これは図２によって見るごと
く、ラバーヒーター（４）によって発せられた熱は、伝
導によって槽（３）に伝えられるが、槽内の空間（１１
）が真空であるため、熱伝導もなく、また対流もおこら
ず、熱を資料にまで伝達する方法に欠けていた。強いて
言えば、槽内空間のわずかの残存空気の対流と、回転軸
（８）からローター（６）へと伝わる、わずかな伝導に
よるものがあったと言えば言える程度であった。本発明
は以上の欠点を解決するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】槽（３）の内壁に、遠赤
外線放射物体（２）を装着する。本発明は、以上のよう
な構成よりなる遠心エバポレーターである。

【０００５】

【作用】熱せられたラバーヒーター（４）から伝導によ
り、熱は槽（３）に移り、同じく伝導により遠赤外線放
射物体（２）に伝わる。熱せられた遠赤外線放射物体（
２）は遠赤外線を放射し、資料（９）はそれを吸収して
発熱し、蒸発は促進される。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。本
発明の骨子は、真空中にある資料（９）に、いかにして
熱エネルギーを伝達するかにある。槽の壁面と資料との
間には、伝導、対流では熱を伝え得ない真空、もしくは
真空に近い空間（１１）があつた。この空間に橋をかけ
、いかにすれば熱エネルギーを伝達し得るかにある。 そこで伝導、対流に次ぐ第３の方策、放射が問題となっ
てくる。遠赤外線は空間においては電磁波として伝わっ
ていく。その電磁波が物体に当たったとき、その物体の
もつ固有の振動数と適合すれば、分子振動は励起され、
高い熱エネルギーを保有することになる。赤外線が特別
に強い熱作用をもつ理由は、赤外線の振動数が、物質を
構成している分子の固有の振動数とほぼ同程度の範囲に
あるためである。したがって、資料（９）を加熱するた
めには想定される資料の固有振動数に合わせなければな
らない。ここで振動数を波長に読みかえると、通常の我
々の周辺にある有機化合物その他は、３ミクロンから１
２ミクロンに集約されるといわれている。以下、いくつ
かの例をあげる。 水……２．９ミクロン　　　　木綿……３ミクロンと１
０ミクロンの２点 澱粉……３．３〜５ミクロン　　生牛肉……７ミクロン
　　タイル……９ミクロン （ここで、波長と温度との関係も考慮すべきであろうが
、ウィーンの変位則によれば、最大強度の放射の波長は
絶対温度に反比例するのであるから、遠心エバポレータ
ーの場合は温度帯の幅は狭く、無視できるものとする。 ）以上が、熱エネルギーの受け手側の条件とすれば、そ
れに対応する放射側はどのようにすべきであろうか。以
下、それを述べる。遠赤外線放射物体を構成する物質の
選定は、資料側が不特定多種であるために、なるべく広
範囲の波長で放射率の高いもの、つまり、キルヒホッフ
の黒体という概念に近い放射特性のものが汎用的で利用
価値が高いということになる。その一例として高嶋広夫
氏の開発された高効率赤外線放射物体などが考えられる
。これはコージライト（２ＭｇＯ．２Ａｌ２Ｏ３．５Ｓ
ｉＯ２）にＭｎＯ２．６０％．Ｆｅ２Ｏ３．２０％．Ｃ
ｕＯ．１０％．ＣｏＯ，１０％の仮焼物３０％を添加し
たセラミックスである。　　また、資料内容がある程度
限定されるならば、それに見合った波長の放射物体を選
ぶのも一つの方法である。その場合には一例として前出
のコージライトを単独で用いればよい。（コージライト
は熱膨張率が低いため堅固である。）図４にこれらの放
射特性を示す。さて、これを槽（３）への固着の方法と
しては、次のいくつかが考えられる。 １．上記セラミックスを粉末とし、他の結合剤と混合し
て塗布する。 ２．上記セラミックスを槽内壁に焼き付ける。（この場
合は、通常、槽は絞り加工されているため、加熱による
ひずみの問題が残る。） ３．上記セラミックスを円筒状のものに焼結し、槽内に
はめこみ、熱伝導を救けるために槽との隙間に、銅の粉
末等を充填する。 ４．成形されたセラミックスの円筒体に、ニクロム線な
ど発熱体を装着してもよい。この場合は槽外周のラバー
ヒーターは不要になり、槽とセラミックス円筒体との隙
間も問題でなくなる。 ５．金網などを円筒状にし、その外周にラバーヒーター
を巻き、金網の内側に遠赤外線放射物体を塗布したもの
を槽内に装着してもよい。 放射物体の表面は放射面積を広くとるという意味からは
粗面にすべきではあるが、一方、汚れやすいということ
からは粗面のままでおくのは問題が残る。そのため大き
な凹凸を造形し、その上からうわ薬（ゆう）をかけるこ
とも考えられる。また、フッ素樹脂をコーティングする
のも有効である。 （なお、一般の真空乾燥機などにおいて、真空中にある
資料に熱を伝達するため、内部に赤外線電球などを装着
する試みがなされたと聞く。しかし本発明は、これらと
は趣を異にするものである。赤外線電球はフィラメント
の色温度が２０００〜２５００ｋに設計されている。従
って資料へ伝達される温度の幅が広く、時には資料は煮
沸され、或いはそれ以上に過加熱となり、資料が破壊さ
れてしまった。これを防ぐためには資料の温度を常に測
定しながら、熱源をコントロールすることが必要であり
、技術的に大きな困難をともなった。本発明の場合、装
着された遠赤外線放射物体の発する温度は、常温、或い
は常温プラス４０℃程度を予定したものである。そして
資料の容量に比して，大きな質量と大きな面積からの放
射を行なうものである。従って、資料が煮沸されたり、
過加熱となる心配は全くなく、通常の濃縮、乾燥におい
ては、資料の温度測定の必要は特にない。）

【０００７
】

【発明の効果】赤外線域を含む広範な波長を有する遠赤
外線放射物体を、槽内に装着することによって真空中で
も資料に熱エネルギーを伝達することができ、資料内に
含有する水分その他の気化を助け、初期の目的である資
料の濃縮、乾燥を急速に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図　　１】　　　　本発明による遠心エバポレーター
の槽部分の断面図

【図　　２】　　　　従来の槽断面の部分と資料との位
置関係

【図　　３】　　　　本発明の槽断面の部分と資
料との位置関係

【図　　４】　　　　各種赤外線放射物の放射特性

【符号の説明】

１．　　蓋 ２．　　遠赤外線放射物体 ３．　　槽 ４．　　ラバーヒーター ５．　　資料管 ６．　　ローター ７．　　パッキン ８．　　回転軸 ９．　　資料 １０．　　反射板 １１．　　槽内空間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　　　槽（３）の内壁に、遠赤外線放射
   物体（２）を装着したことを特徴とする遠心エバポレー
   ター。