JPH05192503A - 液体を濃縮する装置 - Google Patents

液体を濃縮する装置

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JPH05192503A
JPH05192503A JP4039856A JP3985692A JPH05192503A JP H05192503 A JPH05192503 A JP H05192503A JP 4039856 A JP4039856 A JP 4039856A JP 3985692 A JP3985692 A JP 3985692A JP H05192503 A JPH05192503 A JP H05192503A
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rotor
plates
container
liquid
heating
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JP4039856A
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Vaclac Feres
フェレス ヴァクラフ
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    • C13B30/00—Crystallisation; Crystallising apparatus; Separating crystals from mother liquors ; Evaporating or boiling sugar juice
    • C13B30/002—Evaporating or boiling sugar juice
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L2/00—Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Their preparation
    • A23L2/02—Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Their preparation containing fruit or vegetable juices
    • A23L2/08—Concentrating or drying of juices
    • A23L2/10—Concentrating or drying of juices by heating or contact with dry gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/22—Evaporating by bringing a thin layer of the liquid into contact with a heated surface
    • B01D1/222—In rotating vessels; vessels with movable parts
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 固体成分を有する液体を濃縮する装置であっ
て、蒸発蒸気取出し部を備えた前記液体を収容する容器
と、加熱体とが設けられていて、該加熱体が、前記容器
内で調節された液柱の内部に配置されている形式のもの
において、高い蒸発出力を得て、液体の濃縮を比較的高
い固体含量にまで及んで可能にする。 【構成】 前記加熱体が、前記容器１内で回転するロー
タ１０として構成されており、該ロータが、僅かな軸方
向間隔をおいて配置された互いにほぼ平行な複数のプレ
ート１７，１８から形成されており、該プレートがロー
タ軸線から外方に向かって延びており、それぞれ互いに
隣接した前記プレートの間に形成された室のうち、１つ
おきに位置する室１９が、液体に対して閉鎖された加熱
室を形成しており、これらの加熱室の間にそれぞれ位置
する室２０が、ロータ軸線の近くと外周とで容器内室に
対して開放している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体成分を有する液
体、特に天然ジュースを濃縮する装置であって、蒸発蒸
気取出し部を備えた前記液体を収容する容器と、加熱体
とが設けられていて、該加熱体が、前記容器内で調節さ
れた液柱の内部に配置されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】固体成分を有する液体を濃縮するために
は、定置の加熱体を備えた蒸発器か、または回転蒸発器
が使用される。回転蒸発器は、比較的大きな蒸発出力の
点ですぐれているが、しかし粘稠性の原料においては、
つまり液体中の固体濃度が比較的高い場合には、故障し
てしまう。定置の蒸発面を備えた汎用の薄膜蒸発器は蒸
発出力が小さ過ぎる。それに対して、回転する蒸発面を
備えた薄膜蒸発器は極めて薄い液膜で作動し、このよう
な液膜は、固体粒子が比較的大きい場合に維持すること
ができなくなる。このような固体粒子は一緒に流れず、
液膜は裂断し、局所的な過剰加熱が生じてしまう。この
ような過剰加熱は焼付きや固着を招いてしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の装置を改良して、高い蒸発出力が得ら
れ、しかも液体の濃縮が、比較的高い固体含量にまで及
んで可能となるような装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、前記容器内で回転するロータとし
て構成されており、該ロータが、僅かな軸方向間隔をお
いて配置された互いにほぼ平行な複数のプレートから形
成されており、該プレートがロータ軸線から外方に向か
って延びており、それぞれ互いに隣接した前記プレート
の間に形成された室のうち、１つおきに位置する室が、
液体に対して閉鎖された加熱室を形成しており、これら
の加熱室の間にそれぞれ位置する室が、ロータ軸線の近
くと外周とで容器内室に対して開放しているようにし
た。
【０００５】
【発明の効果】本発明によれば、僅かな軸方向間隔をお
いて配置されたプレートの間に、回転対称的なギャップ
が形成される。これらのギャップは交互に加熱室と蒸発
室とに分けられている。蒸発室においては、各加熱室の
間に位置する室が、ロータ軸線の近くと外側とで容器内
に存在する液体に対して開いている。ロータの回転によ
って、液体は前記プレートの間で外方に向かって遠心力
を加えられる。すなわち、前記液体は常時内方から「吸
い込まれて」、外方に搬送される訳である。蒸発室を制
限する互いに隣接した加熱面の間の僅かな間隔に基づ
き、液体に対して高い流れ力が働く。このような高い流
れ力は相応して高い速度と相まって、室の不断の清浄化
を生ぜしめるので、加熱面に固体粒子が固着し得なくな
る。この場合に、ロータはたんなる加熱体として働くだ
けでなく、ポンプとしても働く。液体と、加熱室を制限
するプレートとの間の摩擦によって、このプレートは清
潔な状態に保たれる。熱担体は、同じく遠心力に基づき
内方から外方に搬送されるように加熱室に案内すること
ができる。
【０００６】本発明の有利な構成では、ロータが、熱担
体室を形成する下側部分を有しており、該下側部分がそ
の中心部と外周部とで、積層体状に積み重ねられた前記
プレートを支持している。
【０００７】この構成は特に単純な構造によりすぐれて
おり、このような構造では、ロータのために自己支持性
の構造が形成されている。前記下側部分を介して加熱室
のための熱担体が供給される。たとえば前記下側部分を
ロータの中空の駆動軸を介して熱担体循環路に接続する
ことができる。
【０００８】前記プレートがロータ軸線の近くと外周部
の近くとで、スペーサを備えた対称的に分配されている
複数のねじピンを介して互いに結合されていて、かつ前
記下側部分に結合されていると、単純な構造が得られ
る。
【０００９】このようして、ロータを各所要事例（容器
容積、蒸発出力等）に適合させることができる。この場
合、適当な数のプレートが積層状に積み重ねられて、ね
じピンを介して互いに緊定される。
【００１０】本発明の別の有利な構成では、前記加熱室
がロータ軸線の近くで、軸平行な中空の少なくとも１つ
のピンを介して、前記下側部分に設けられた熱担体室と
接続されており、さらに前記加熱室が外周部で、前記下
側部分に開口した軸平行な中空の少なくとも１つの別の
ピンと接続されている。ねじピン全体が、熱担体の供給
もしくは導出のための中空のピンを形成していると有利
である。
【００１１】蒸気状の熱担体が使用される場合、外側に
配置されたピンには凝縮物が生じる。この凝縮物は回転
しているロータに基づき外側に溜り、この場所でこの凝
縮物を導出管によって取り出すことができる。
【００１２】ロータの回転に基づき容器内の液体が一緒
に回転してしまうことを回避するためには、ロータの上
方でしかも液面レベルの下方で前記容器内に、流れを壊
す組込み体が配置されている。
【００１３】このような組込み体とは、容器内に十文字
状に配置されたクロスプレート、ストリップまたはこれ
に類するものである。
【００１４】加熱室と蒸発室とを制限するプレートはロ
ータ軸線に関して半径方向平面に配置されていてよい。
このようにすると、特に扁平な構造が得られる。しかし
その代りに本発明のさらに別の有利な構成では、前記プ
レートがその半径方向長さの少なくとも一部にわたって
円錐状に外方に向かって上昇している。これによって、
等しい半径方向長さにおいて、蒸発室内の流動路を延長
して、有効剪断力をさらに高めることができる。このこ
とは、上記構成の代わりに別の手段を用いて、または付
加的な作用を用いても達成することができる。この場
合、前記プレートはその半径方向長さの少なくとも一部
にわたって波形プレートとして構成されている。
【００１５】
【実施例】以下に、本発明の２つの実施例を図面につき
詳しく説明する。
【００１６】図１に示した装置は容器１を有しており、
この容器は下側部分２と、この下側部分にフランジ３を
介して解離可能に結合された上側部分４とから成ってい
る。この容器は符号５で示した液面レベルにまで、濃縮
したい液体を充填されている。前記容器は濃縮物取出し
部６と、蒸発蒸気取出し部７とを有しており、この蒸発
蒸気取出し部には、液滴分離器８が前置されている。給
液は供給導管９を介して容器１に供給される。
【００１７】容器１の内部には、液面レベル５の下方で
ロータ１０が配置されており、このロータは加熱体を形
成している。ロータ１０は中空軸１１と結合されてい
る。この中空軸は容器の外部に配置されたモータ１２に
よって駆動されるようになっていて、容器１の定置の下
側部分２に対して滑りリングパッキンを介してシールさ
れている。中空軸１１には、滑りリングパッキンまたは
これに類したものを介して管片１３が接続されている。
この管片を介して、方向矢印で示したように加熱体のた
めの熱担体、たとえば加熱蒸気が供給される。
【００１８】ロータ１０は下側部分１４を有しており、
この下側部分は中空軸１１から円錐状に外方に向かって
拡開したロータ周壁１５を有している。このロータ周壁
はその上端部でフランジ状に内方に引き込まれてフラン
ジ１６を形成している。内方に引き込まれたフランジ１
６を備えた下側部分１４は固有の加熱体のための支持体
を形成している。前記加熱体は互いに僅かな軸方向間隔
をおいて配置された平行な多数のプレートから形成され
ている。互いに隣接したプレート１７，１８は容器内室
に対して、もしくは容器内に存在する液体に対して閉鎖
された各１つの加熱室１９を形成しており、それに対し
てそれぞれ各加熱室の間に位置する室２０は中央部の範
囲でも外周部においても液体に向かって開いている。図
示の実施例において、プレート１７，１８は半径方向の
長さの一部にわたって円錐面として構成されている。さ
らに前記プレートはスペーサ２６，２７を備えた多数の
ねじピン２４，２５によって互いに結合されていてか
つ、下側部分１４のフランジ１６もしくは真ん中に配置
された底部２３とも結合されており、これによって所定
の間隔で保持されている。内側に位置するねじピン２４
と外側に位置するねじピン２５は中空に構成されてお
り、これらのねじピンの孔は下側部分１４に向かって開
いている。さらに、中空のねじピン２４，２５とスペー
サ２６，２７は横方向孔２８，２９を有しており、この
横方向孔を介して加熱室１９に対する接続が形成されて
いる。
【００１９】下側部分１４のフランジ１６の下側には、
蒸気状の熱担体が使用される場合に凝縮物を捕集するた
めに用いられる捕集樋３０が構成されている。この捕集
樋には、吸込管３１が係合している。この吸込管はロー
タの中心部に案内されて、この場所で中心の導出管３２
として中空軸１１を通って外方に案内されている。導出
管３２は前記下側部分に位置する上端部で支持支承部３
３に係合しており、これによって前記導出管の振動は阻
止されている。
【００２０】ロータ１０の上方で、しかも液面レベル５
の下方において容器１には流れを壊す組込み体３４、た
とえばクロスプレートまたはこれに類したものが挿入さ
れている。
【００２１】ロータ１０の回転時に、液体は軸方向で開
いた中心部３５で吸い込まれて、矢印２１で示したよう
に各加熱室１９の間に形成された室２０に流入し、この
場所で遠心力により外方に供給されて、矢印２２で示し
たように再び容器に流出する。この区間において、特に
流出時に、液体の一部は蒸発されるので、運転時間が増
大するにつれて容器内容物は濃縮される。液体は下側部
分１４のロータ周壁１５における熱交換によってさらに
蒸発される。液体に含まれている固体成分、たとえば野
菜ジュースやフルーツジュースにおける果肉もしくは繊
維かすにもかかわらず、室２０における高い流速と大き
な剪断力とに基づき、加熱室１９の加熱面に閉塞もしく
は焼き付き、固着またはこれに類したものは生じない。
管片１３と駆動用の中空軸１１とを介して供給された熱
担体はロータ軸線に近い方の中空のねじピン２４を介し
て加熱室１９に流入して、この加熱室を通流し、流出用
の横方向孔２９を介して中空のねじピン２５に流入し、
さらにこの場所から再び下側部分１４内に戻る。このと
きに生じた凝縮物は外方に追い出されて、吸込管３１に
よって下側部分１４から離れる方向に案内される。濃縮
時に蒸発により失われた液体損失は供給導管９を介して
常時、液面レベル５に達するまで、つまり所望の濃度が
得られるまで補償され得る。濃縮物は濃縮物取出し部６
の管片を介してポンプにより取り出される。図１に示し
た装置は回分的に作動する。しかし、連続的な作動形式
も可能である。
【００２２】図２および図３に示した実施例は図１に示
した実施例とは若干異なっており、この場合、プレート
１７，１８が半径方向平面に配置されているので、加熱
室１９と、その間に位置する蒸発のための室２０もほぼ
半径方向に延びている。これによって、比較的小さな構
成高さが得られる。
【００２３】この装置を運転する目的で回転数は場合に
よっては濃縮度に関連して、室２０内を回転中心部から
外方に向かって流れる原料が強力な流れと摩擦力とに基
づいてあまり過剰加熱されないように設定され、しかも
この場合に原料が蒸発されるのではなく、蒸発プロセス
が矢印２２で示した流出後でしか行われないように設定
されると有利である。放圧された液体は再びロータ中心
部に吸い込まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の１実施例を示す軸方向断面
図である。
【図２】本発明による装置の別の実施例を示す軸方向断
面図である。
【図３】図２に示したロータの平面図である。
【符号の説明】
１ 容器、 ２ 下側部分、 ３ フランジ、 ４ 上
側部分、 ５ 液面レベル、 ６ 濃縮物取出し部、
７ 蒸発蒸気取出し部、 ８ 液滴分離器、９ 供給導
管、 １０ ロータ、 １１ 中空軸、 １２ モー
タ、 １３ 管片、 １４ 下側部分、 １５ ロータ
周壁、 １６ フランジ、 １７，１８プレート、 １
９ 加熱室、 ２０ 室、 ２１，２２ 矢印、 ２３
底部、 ２４，２５ ねじピン、 ２６，２７ スペ
ーサ、 ２８，２９ 横方向孔、 ３０ 捕集樋、 ３
１ 吸込管、 ３２ 導出管、 ３３ 支持支承部、３
４ 組込み体、 ３５ 中心部

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固体成分を有する液体を濃縮する装置で
    あって、蒸発蒸気取出し部を備えた前記液体を収容する
    容器と、加熱体とが設けられていて、該加熱体が、前記
    容器内で調節された液柱の内部に配置されている形式の
    ものにおいて、前記加熱体が、前記容器（１）内で回転
    するロータ（１０）として構成されており、該ロータ
    が、僅かな軸方向間隔をおいて配置された互いにほぼ平
    行な複数のプレート（１７，１８）から形成されてお
    り、該プレートがロータ軸線から外方に向かって延びて
    おり、それぞれ互いに隣接した前記プレートの間に形成
    された室のうち、１つおきに位置する室（１９）が、液
    体に対して閉鎖された加熱室を形成しており、これらの
    加熱室の間にそれぞれ位置する室（２０）が、ロータ軸
    線の近くと外周とで容器内室に対して開放していること
    を特徴とする、液体を濃縮する装置。
  2. 【請求項２】 ロータ（１０）が、熱担体室を形成する
    下側部分（１４）を有しており、該下側部分がその中心
    部と外周部とで、積層体状に積み重ねられた前記プレー
    ト（１７，１８）を支持している、請求項１記載の装
    置。
  3. 【請求項３】 前記下側部分(１４)が、ロータ(１０)の
    中空の駆動軸（１１）を介して熱担体循環路に接続され
    ている、請求項１または２記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記プレート（１７，１８）がロータ軸
    線の近くと、同プレートの外周部の近くとで、スペーサ
    を備えた対称的に分配されている複数のねじピン（２
    ４，２５）を介して互いに結合されていて、かつ前記下
    側部分（１４）に結合されている、請求項１から３まで
    のいずれか１項記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記加熱室（１９）がロータ軸線の近く
    で、軸平行な中空の少なくとも１つのピン（２４）を介
    して、下側部分（１４）に設けられた熱担体室と接続さ
    れており、さらに前記加熱室が外周部で、前記下側部分
    に開口した軸平行な中空の少なくとも１つの別のピン
    （２５）と接続されている、請求項１から４までのいず
    れか１項記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記ねじピン（２４，２５）が、下側部
    分（１４）に設けられた熱担体室に前記加熱室を接続す
    るための中空のピンを形成している、請求項１から５ま
    でのいずれか１項記載の装置。
  7. 【請求項７】 ロータ（１０）の上方でしかも液面レベ
    ル（５）の下方で前記容器（１）内に、流れを壊す組込
    み体（３４）が配置されている、請求項１から６までの
    いずれか１項記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記プレート（１７，１８）がロータ軸
    線に関して半径方向平面に配置されている、請求項１か
    ら７までのいずれか１項記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記プレート（１７，１８）がその半径
    方向長さの少なくとも一部にわたって円錐状に外方に向
    かって上昇している、請求項１から８までのいずれか１
    項記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記プレート（１７，１８）がその半
    径方向長さの少なくとも一部にわたって波形プレートと
    して構成されている、請求項１から９までのいずれか１
    項記載の装置。
JP4039856A 1991-02-27 1992-02-26 液体を濃縮する装置 Pending JPH05192503A (ja)

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