JPS5837004B2 - レンゾクシヨウセキソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は砂糖等の結晶を連続的に晶析させる際に使用す
る連続晶析装置に関する。

従来より精製糖工業、精塩工業、有機・無機薬品工業等
の種々の化学工業において、晶析操作は極めて重要な操
作とされ、このため種々の晶析接置が開発、使用されて
いるが、現今においてはこれら晶析装置の自動化、連続
化が切に要望されている。

例えば、甘蔗糖、甜菜糖の精製糖工業における砂糖の晶
析工程はいまだほとんどの工場において回分式であり、
現在、人件費の高騰と熟練工が払底しているために、こ
の回分式晶析操作の自動化が普及しつつあるが、同時に
これと並行して晶析操作の連続化を計ろうとする努力が
続けられ、精製糖工業における連続晶析装置に対する関
心が一層高まっている。

現在、この精製糖工業においては、砂糖を工業的に晶析
させる場合に、いずれも砂糖水溶液中から砂糖結晶を析
出させる方法によっておこなっており、水溶液中からの
砂糖結晶析出の方法としては、（イ）水分の蒸発により
砂糖を過飽和状態とする、（ロ）冷却により溶解度を減
じて砂糖を過飽和状態とする、（ハ）水分の蒸発と冷却
の組合わせにより砂糖を過飽和状態とする、（ニ）エタ
ノール等を添加し塩析的に砂糖を過飽和状態とする方法
、などが知らレテいるが、現在工業的に行われている方
法は（イ）および（Ｔ：Ｉ）である。

ただ、（Ｏは糖分解防止上許容できる温度範囲で操作す
る限ぎり、（イ）に比較して結晶比率が著しく低く、シ
たがって工業的には、（Ｏは（イ）の補助手段として利
用されているにすぎない。

すなわち、蒸発弐晶析装置から取り出される６０ないし
７０゜Ｃの白下を、助晶機と称する冷却弐晶析装置に導
き、４０ないし５５℃程度まで冷却することによりさら
に結晶成長を進め、結晶比率を高めるようにして砂糖結
晶析出をおこなっている。

しかし、上記砂糖水溶液中からの結晶析出操作法はつぎ
の二つの特性によって制約されている。

すなわち、０）糖分解防止上許容できる温度範囲におい
ては母液粘度が高く、特に純糖率の低い裾物の晶析工程
ではこれが著しいこと、及び（２）母液比重と結晶比重
との差が小さく、特に裾物晶析工程ではこの比重差が一
層小さいということである。

従って、このような特性を有するため、現在他の諸工業
分野で広く利用されている重力分級過程を含む連続晶析
装置を製糖および精製糖工業に適用することができず、
このため一切の分級過程を有さずに、連続的に砂糖結晶
を晶析せしめる晶析装置の開発が要望されていた。

更に、砂糖の晶析工程で要求される基本的な条件は、ま
ず第１に生成される結晶が単一結晶であること、すなわ
ち、双晶や聚晶は結晶内に原液中の各種不純物を収蔵す
るため、これらの生成を避けることが必要である。

第２に、結晶粒度および粒度分布に対する市場の厳しい
要求を満足すること、特に、粒度分布における変動係数
（ＣＶ）ができるだけ小さい製品、すなわち、粒度のよ
く揃った結晶を製造することが強く求められている。

第３に、晶析濃程における蔗糖および混在する還元糖類
の分解を避けるため、できるだけ低い温度で、かつ、で
きるだけ短時間で全晶析過程を進める必要があること。

第４に、結晶収率が十分に高いこと、すなわち、晶析装
置から取り出される白下と称する結晶と母液との混合物
の中で依然溶解状態にある砂糖分をできるだけ減ずるこ
とが、後続の回収工程の短縮と糖分損失の減少を計る上
で重要である。

これらのほか、特に原糖および耕地白糖製造工場では、
タービン廃気、あるいは糖汁濃縮用効用缶からの発生蒸
気などの低圧蒸気を晶析工程の熱源とすることが一般に
求められる。

従って、砂糖の晶析工程に使用する連続晶析装置として
は、これらの条件をも満たすことが必要であり、従来は
上記各要求を完全に満たす連続晶析装置の開発がほとん
どなされていない状況にあった。

本発明者は上記事情に鑑み、鋭意研究の結果本発明をな
すにいたったものであり、本発明の目的とするところは
一切の分級過程を有さす、直列多段攪拌槽方式により順
次結晶を成長させ、所定粒度で粒度分布が小さく、シか
も単一結晶の製品結晶を容易かつ確実に、更に結晶比率
を高めて能率的に得ることができるとともに、工場全体
の総合的な熱利用効率を向上させ、また、ボイラープラ
ント等の補助的設備に対する投資を軽減せしめて安価に
製品結晶を得ることができ、晶析工程の運転管理面、製
品の品質及び収率、設備投資額、設備占有空間等の諸点
において著しい利益を得ることができる連続晶析装置を
提供することにある。

以下、本発明の一実施例につき第１図及び第２図を参照
して説明する。

図中１は晶析槽本体で、この槽本体１は円筒状に形成さ
れているとともに両端面がそれぞれ側板２ａ・２ｂによ
って閉塞され、上記槽本体の軸方向を水平方向に沿って
配置したよこ置きの密閉円筒状に構成されている。

上記槽本体１は耐真空構造をなし、またその外部表面は
保温材で被われており、支持脚３により基礎、または架
構上に設置されている。

上記槽本体１内の下半部には、横方向に沿って互に等間
隔ずつ離間する複数個（実施例では１１個）の扁平な半
円盤状の伝熱体４が配設され、これら各伝熱体４によっ
て上記槽本体１内の下半部は横方向に沿って等分に仕切
られている。

上記各伝熱体４の周部上側には上記槽本体１の胴体部１
ａを貫通して加熱媒体導入口５がそれぞれ設けられてい
るとともに、上記各伝熱体４の周部下端側には上記槽本
体１の胴体部１ａの下端部を貫通して加熱媒体流出口６
がそれぞれ設けられ、水蒸気等の加熱媒体が上記各加熱
媒体導入口５より各伝熱体４内に流入し、これら各伝熱
体４内を流れた後、上記加熱媒体流出口６から外部へ排
出されるようになっている。

上記各伝熱体４の上端面一側縁には平板状の補助仕切板
７がそれぞれ突設されており、上記槽本体１の内壁、上
記各伝熱体４及び上記各補助仕切板７によって上記槽本
体１内の下半部には横方向に沿って複数個（実施例では
１２個）の晶室８が形成されている。

そして、これら各晶室８内に母液が供給されているとき
に、上記各伝熱体４全体が上記母液中に没するとともに
、上記各補助仕切板７の上部が上記母液上面より突出し
、これら各補助仕切板７によって上記各晶室８内の母液
がオーバーフローして互に流通しあうことが防止される
ようになっている。

上記各晶室８の上端部はそれぞれ開口しており、上記槽
本体１内の上部に形成されたペーパードーム９とそれぞ
れ連通しているとともに、上記各晶室８は上記ペーパー
ドーム９を介してそれぞれ互に連通している。

また、上記各晶室８は、上記各伝熱体４のほぼ中央部を
貫通して形成された円形状の開孔部を介して順次連通さ
へ上記各晶室８は直列に接続されている。

上記各開孔部の中央部には、上記槽本体１の両側板２ａ
・２ｂをそれぞれ貫通し、上記各晶室８内を通って一本
の攪拌軸１０が横方向（上記槽本体１の長手力向）に沿
って配設されており、従って上記各晶室８間の連通は上
記各開孔部の内径と上記攪拌軸１０の外径とによって形
成された環状の連絡路１１によってなされている。

上記各晶室８の一端側の晶室（第１室）８ａの一側部上
部には上記槽本体１の一方の側板２ａを貫通して種晶導
入口１２が形成されているとともに、他端側の晶室（最
終室）８ｎの下端部には上記槽本体１の胴体部下端部を
貫通して生威物出口１３が形成されている。

この生戒物出口１３は可変容量式のポンプ（図示せず）
に連絡され、上記槽本体１の他方の側板２ｂを貫通して
上記晶室８ｎの他側部下部に形成された液面検出端取付
口１４と接続する液面制御装置（図示せず）の制御下に
おいて、上記ポンプにより上記晶室８ｎ内の母液液面が
所定の液位を保つようになっている。

また、上記各晶室８の上部には、上記槽本体１の胴体部
上端部を貫通し、かつ上記ペーパードーム９内を通る原
液供給管１５の一端部がそれぞれ突出し、これら各原液
供給管１５の他端部に原液供給口１６がそれぞれ設けら
れ、上記各晶室８内に所定量の原液を分散供給するよう
になっており、更に上記晶室８ｎを除く他の晶室８の底
部には、上記槽本体１の胴体部下端部を貫通してブロー
ロ１７がそれぞれ設けられており、これら各ブローロ１
７にはそれぞれブローバルブ（図示せず）が接続されて
いる。

なお、これらバルブは晶析槽の運転中は全閉され、槽を
空にするときに全開されるようになっている。

また、図中１８は温度計や側温体の取付口であり、上記
各晶室８にそれぞれ設けられている。

１９は結晶濃度測定用の固さ計取付口、２０は試料採取
口で各晶室８毎に、または数室おきに設けられ、試料採
取装置としては、例えば砂糖の晶析の場合には、従来の
製糖用回分弐晶析装置に使用されているものと同様のブ
ルーフステッキが取り付けられるようになっている。

上記攪拌軸１０には、軸方向に沿って互に等間隔ずつ離
間する円板状の短絡防止板２１が上記晶室８ａを除く他
の晶室８毎に取り付けられているとともに、上記各短絡
防止板２１は上記各連絡路１１の出口側に近接して配設
されている。

すなわち、上記各伝熱体４いマグマ流出側表面とこれに
対向する上記各短絡防止板２１表面との間隔は、各晶室
８間にマグマの逆流が生ぜぬようにできるだけ狭く設定
され、この最小間隔及び上記各連絡路１１の最小径は、
構造上限定される全品室８を通じての落差で、例えば砂
糖の晶析の際には所定量の白下が第１室（晶室８ａ）か
ら最終室（晶室８ｎ）まで移送できるように決定されて
いる。

また、上記攪拌軸１０には軸方向に沿って互に等間隔ず
つ離間する攪拌翼２２が上記晶室８毎に取り付けられて
おり、これら各攪拌翼２２は上記各晶室８のほぼ中央部
に配設されている。

これら各攪拌翼２２は互に１８０度ずつ偏位する平板状
の２枚の羽根板より構成され、各羽根板は各晶室８内の
ほぼ全域に達する長さに形成され、上記攪拌軸１０の回
転に伴って上記各攪拌翼２２が回転するときに、上記各
晶室８内の母液全体が十分に攪拌混合さへ液の停滞部分
が生じないようになっている。

また上記晶室８毎に配設された上記攪拌翼２２の羽根板
は、順次９０度ずつ偏位して配設されており、上記各攪
拌翼２２の一側部は上記各短絡防止板２１と固定されて
いる。

また、図中２３は上記攪拌軸１０の反駆動側軸端を支え
、一方の側板２ａを貫通して配設されている軸受、２４
は上記攪拌軸１０の駆動側軸端を支え、他方の側板２ｂ
を貫通して配設されている軸受、２５は軸貫通部からの
外気侵入及び液の漏出を防止するためのグランドシール
で上記軸受２４に連接して設けられており、２６は攪拌
動力伝達装置、２７は電動機である。

また、上記ペーパードーム９の他側部上端部には上記他
方の側板２ｂの上端部を貫通して発生蒸気出口２Ｂが形
威されており、この発生蒸気出口２Ｂはコンデンサー（
図示せず）に接続され、更にこのコンデンサーは真空ポ
ンプ（図示せず）に接続され、これらコンデンサー及び
真空ポンプによって上記ペーパードーム９内を所定の真
空度に保持できるようになっている。

２９は上記槽本体１の胴体部上部を貫通して上記ペーパ
ードーム９に設けられたマンホール及びマンホール力バ
ーで、上記槽本体１内の点検掃除並びに補修の便に供さ
れるようになっており、３０は上記胴体部を貫通して上
記ペーパードーム９に設けられた真空計取付口、３１は
内部観察用の透明硬質ガラスをはめ込んだ覗き窓、３２
は照明窓である。

次に、上記のごとく構成した連続晶析装置を用いて、砂
糖の晶析をおこなう場合につき説明する。

まず、原液供給口１６より、糖分含有率がほぼ５０乃至
７５重量係の糖液の所定量を各晶室８内に連続的に分散
供給するとともに、種晶導入口１２より、飽和乃至飽和
状態に近い糖液、あるいはイソプロビルアルコール等の
適当な分散液に所定量の種晶が混合懸濁された状態で、
これら種晶を第１室（晶室８ａ）内に連続定量的に供給
する。

このように、種晶導入口１２より、晶室８の第１室８ａ
に供給された種晶は、連絡路１１で直列に接続された一
連の晶室８を順次通過して最終室８ｎに達するが、この
間に種晶は、各原液供給口１６より各晶室８に並列に分
散供給される糖液の蒸発濃縮による糖分析出により或長
を続ける。

各晶室８における蒸発濃縮の度合いは、白下が望ましい
流動性を失わないできるだけ高い結晶濃度、すなわち、
白下の結晶体積濃度としてほぼ３５ないし５０係の範囲
で、任意の一定値が維持されるように、各伝熱体４への
加熱蒸気供給量の調節により制御される。

なお、上記各伝熱体４内には加熱媒体導入口５より圧力
０．５乃至２ｋｇ ／ｃｙｉｔ Ｇの飽和乃至飽和状態
に近い水蒸気が導入され、この水蒸気は上記各伝熱体４
両面に接する白下の加熱及び水分蒸発に潜熱を奪われて
凝縮し、この凝縮水は加熱媒体流出口６からスチームト
ラップを経て外部へ排出され、また上記各伝熱体４は最
も望ましいＳ／Ｖ値（白下体積に対する伝熱面積比）を
与えるように配置されている。

更に、第１室８ａを含む数室の過飽和度が新たな核発生
を生ずる恐れのない範囲に維持されるように、蒸発濃縮
速度を伝熱体４への加熱蒸気供給量の調節によって制御
する方式、すなわち、過飽和度制御を付加することもで
きる。

また、各晶室８の白下液面からの発生蒸気に伴われる飛
沫はペーパードーム９で沈降分離され、各晶室８に回収
されるとともに、各晶室８内から発生する蒸気は上記ペ
ーパードーム９内で集合され、発生蒸気出口２８から排
出されてコンデンサーに導ひかれる。

このコンデンサーは真空ポンプに接続されており、ペー
パー中の不凝縮ガスと、これに伴われる水蒸気の一部は
圧縮されて大気中へ放出される。

また、これらコンデンサー及び真空ポンプにより、例え
ばコンデンサーへの冷却水供給量の調節等の方法によっ
て、上記ペーパードーム９内の圧力は５０乃至１５０ト
ールの真空状態の範囲で一定値に制御され、白下温度は
糖分解の比較的少ない温度範囲に維持されている。

白下結晶濃度は、覗窓３１からの白下流動状態の観察、
または、試料採取口２０からの採取試料の観察などによ
り経験的に知ることができる。

また、各晶室毎に、または数室毎に固さ計を設けて結晶
濃度を知ることもできる。

固さ計としては、従来の製糖用回分式結晶缶に利用され
ている回転トルク式などが使用できる。

更に、過飽和度は過飽和度計により測定する。

過飽和度計は沸点上昇式など、従来の製糖用回分弐晶析
装置に利用されているものが使用できる。

沸点上昇式過飽和度計では、その測温体を温度計取付口
１８に挿入する。

また、最終室８ｎからの白下取り出しは日下ポンプによ
り連続的に行われる。

このとき、どの晶室においても液面が伝熱体４の上端よ
り高く、かつ補助仕切板７の上端より低い位置にあるよ
うにマセキットポンプの吐出量を調節する。

液面は覗窓３１からの観察、または液面検出端取付口１
４に検出端を有する液面指示計により知ることができる
。

なお、伝熱体４の上端部がマグマ液面上より突出してい
ると、この部分で砂糖の焦げ付きを生ずるので避ける必
要がある。

以上の連続晶析過程における諸制御は手動操作、自動操
作のいずれにおいても可能である。

そして、上述の制御下において、第１室８ａに連続供給
された種晶は、同時に連続供給される糖液と、攪拌翼２
２の作用により連続的に混合されつつ、伝熱体４を介し
て加熱蒸気から連続的に熱の供給を受ける。

この混合物の一部は連絡路１１を経て、短絡防止板２１
によって半径方向に分散されながら晶室８の第２室８ｂ
に入り、上記第１室８ａにおけるのと同様に、糖液の付
加的供給、混合、および熱の供給を受ける。

以下各室毎に同様の操作が繰返され、最終室８ｎに達し
、白下ポンプにより晶析槽外へ連続的に取り出される。

この間、各晶室８において、供給物の沸騰点までの加熱
と系内に持込まれる水分の蒸発が同時的に行われる。

この結果、結晶を取りまく母液糖濃度は上昇するが、一
方、種晶表面への連続的な結晶析出により、母液糖濃度
はある過飽和状態で安定する。

すなわち、過飽和度が高まるにしたがい結晶析出速度も
増加するので、伝熱体４への加熱蒸気の供給量調節によ
り蒸発速度が適切に制御されている条件下では、新な結
晶核の発生がない過飽和領域、つまり準安定域内のある
過飽和状態において、蒸発速度と結晶成長速度を平衡さ
せることができる。

このようにして、第１室８ａに供給された種晶の成長が
進み、最終室８ｎで所定粒度に達し、成長した結果は生
戒物出口１３から余剰母液と共に連続的に排出された後
、遠心分離機等により余剰母液より分離され、製品とし
て取り出される０ このように、上記連続晶析装置によって連続的に砂糖結
晶が取り出されるが、この際に砂糖の晶析工程で要求さ
れる条件、すなわち上述したように、（１）生成される
結果が単一結晶であること、（２）粒度のよく揃った結
晶であること、（３）できるだけ低温かつ短時間で操作
されること、及び（４）結晶収率が高いことという４つ
の条件を満足する必要がある。

この点について、上記連続晶析装置は以下において述べ
るように、これら４つの条件を十分に満たしている。

すなわち、前述第１の条件に対しては晶析過程にある白
下の攪拌混合状態を高めることが最も有効であることが
知られており、従来の回分式晶析装置においても、自然
循環式から強匍脈環式へ次第に代わりつつあるが、本発
明の連続晶析装置においても、装置構成単位である各晶
室８毎に、高粘性液の攪拌混合に最も適した攪拌翼２２
を設けてあり、晶析の全過程を通じてきわめて良好な攪
拌混合状態が維持され、ほぼ完全に単一結晶だけからな
る製品を得ることができる。

この点につき更に詳述すると、本発明の連続晶析装置の
構成単位である各晶室８は、横置き筒状の晶析槽本体１
と、扁平もしくは扁平状に形成された各伝熱体４により
構成され、各晶室８毎に攪拌翼２２を設けてあり、攪拌
槽としての各晶室８の特色は、上記各晶室８内のほぼ全
域に達する攪拌翼２２を有することである。

すなわち、高粘性液の攪拌では、液が粘性によって翼に
付着して動く流動が主であるから、各晶室８内の液全体
を十分に攪拌混合するためには、各晶室８内全域に達す
る攪拌翼を設けることが必要で、低粘性液の高速攪拌に
使用されるような室径に対し翼径の比率の小さい攪拌翼
では液の停滞部分を生じやすいことが知られている。

この点、本発明の晶析装置は上記のように各晶室８内の
ほぼ全域に達する攪拌翼２２を有するから、液の停滞部
分を生ぜずに白下の攪拌混合状態を高めることができる
。

また、本晶析槽の攪拌形体が白下の攪拌混合に適したも
のであることは、これが製糖工業において使用されてい
る白下ミキサー、助晶機、マグマミングラー、マグマミ
キサー等の砂糖結晶と糖液の高粘度低流動性混合物に対
する一般的な攪拌形体ときわめてよく類似していること
からも理解することができる。

さらに、本晶析装置の攪拌形体は、単に白下の攪拌混合
の点で好ましいだけでなく、伝熱上からもきわめて有効
である。

すなわち、攪拌槽とみなし得る各晶室８の壁面の大部分
は伝熱体４の伝熱面であり、そのほぼ全面にわたり、こ
れに近接して攪拌翼２２を運動させ得るので、伝熱面に
沿って生ずる強制対流および剪断作用により、白下側伝
熱抵抗の著しい減少が計られ、同時に、白下の局部的な
過熱が防止される。

一般に粘稠液の加熱または冷却に使用される伝熱装置が
、伝熱面に近接ないし接触して運動する攪拌翼を有する
ことからしても本晶析装置の攪拌翼２２と伝熱体４の構
成が高粘度白下に対する伝熱上きわめて効果的であると
いうことができる。

次に、第２の条件のうち、製品結晶の粒度は、晶析過程
で新たな核発生を生ぜぬかぎり、使用種晶の粒度と種晶
使用量によって定まるものである。

また、分級過程を有さぬ本発明の連続晶析装置において
、製品粒度分布の変動係数を小さく抑えるには、使用種
晶の粒度がよく揃っていなければならないことは当然で
ある。

また、操作上の問題としては、晶析過程で新たな結晶核
を発生せぬように、母液の過飽和度を常に準安定域内に
維持することが必要である。

本発明の連続晶析装置は、その構造上の特質により、晶
析の全過程を通じて、（１）白下の結晶濃度がきわめて
高い状態で操作できること、（２）良好な攪拌混合状態
が維持されること、（３）晶析過程の進行に合わせ各晶
室容積または白下体積（７）と各晶室の有する伝熱面積
Ｇ）との比率を蒸発速度と晶析速度が無理なく調和する
ように、伝熱体取付間隔次第で、容易に設定できること
、（４）各伝熱体毎に加熱蒸気供給量を調節できること
、などにより系の自己制御性、すなわち、ある外乱によ
り過飽和度が上昇傾向を示すと晶析速度も高まるので過
飽和度の無制限な上昇が抑制される現象がより有効に作
用する。

したがって、本発明の連続晶析装置では、特に過飽和度
制御装置を備えずとも、十分満足できる程度まで核発生
を防止することができる。

すなわち、晶析過程の白下を高結晶濃度に維持すること
は白下単位体積当りの総結晶表面積の増大をもたらす。

この結果、所要量の結晶生戒がより低い過飽和度の下で
可能になる。

また、高結晶濃度にすることにより結晶粒子間距離が短
縮されるので、過飽和状態において結晶間の母液中に生
ずる濃度差が小さく維持さへ核発生の危険を減小する。

特に高粘度母液中においては、溶質分子の拡散が困難で
あり、核発生を抑止しつつ晶析速度を高めるためには、
良好な攪拌状態と高結晶濃度下での操作が有効で、上記
したように本発明の連続晶析装置のこの点における有利
性はきわめて顕著である。

さらにまた、分級過程を有さぬ連続晶析装置が粒度の揃
った結晶を製する上で具備せねばならない最も基本的な
条件は、各種晶粒子を等しく成長させる機能を有するこ
とである。

すなわち、各粒子に等しい環境と等しい成長時間を与え
得る装置構成を有することが必要である。

本発明の連続晶析装置は、この前者に対しては前述のよ
うに良好な攪拌混合状態を保証する攪拌翼を有すること
により、また、後者に対しては直列に接続された多数の
晶室を設けることにより満足するものである。

しかし、各粒子の成長時間、すなわち晶析系内滞留時間
を全く等しくとることは、回分式操作では容易に達せら
れるが、連続式ではきわめて困難で、ある妥協が強いら
れる。

つまり、直列多段攪拌槽方式では、各粒子の各槽内およ
び全槽内滞留時間は、確率的に定まるある分布をもち、
段数を無限大にせぬかぎり偏差をなくすことはできない
。

本発明の連続晶析装置は、許容される粒度分布を満足す
るに必要な最小段数以上の数の晶室によって構成される
ものである。

本発明の連続晶析装置では、仕切り板をかねる伝熱体と
攪拌翼をよこ置き筒状の晶析槽本体内下半分に交互に配
夕｛ルで多数の単位攪拌槽、すなわち晶室を構成してい
るので、大きな段数を容易にとることができる。

これは連続晶析操作の工業的実施に当り、きわめて有利
な特長である。

また、第３の条件のうち、温度に関しては、従来の回分
式と同じ温度条件を与える真空下での蒸発により満足さ
れるが、さらに、本発明の連続晶析装置では、（１）液
深が浅いので液深による沸点上昇が小さい、（２）攪拌
翼による強制対流により伝熱抵抗が減小する結果、より
低温の加熱蒸気が使用できる、（３）攪拌翼による白下
の一様な攪拌混合により部分的な高温部の発生を阻止で
きることなど、有利な装置特性を有している。

つぎに、処理時間短縮は、単に糖類の分野に与える時間
を少なくする点で望ましいばかりか、単位装置容積当り
の生産量を高める上からも切望されることである。

処理時間短縮は、結晶単位生産量当りの晶析装置内白下
保有量を減ずることにより可能となる。

すなわち、晶析装置内白下単位体積当りの結晶生戒速度
を高めることが必要で、このためには日下単位体積当り
蒸発速度を高めねばならない。

蒸発速度は、与えられた温度条件と攪拌状態の下では、
伝熱函積を大きくすることにより増大できる。

本発明の連続晶析装置では、伝熱体取付間隔によりほぼ
白下単位体積当りの伝熱面積、すなわち、白下単位体積
当り蒸発速度が定まる。

晶析過程における核発生は前述の理由で避ねばならない
ので、母液過飽和度が準安定域内に維持され得る範囲で
のみ、蒸発速度の増大が許される。

すなわち、準安定域の上限過飽和度における白下単位体
積当りの結晶生成能力により、適用できる蒸発速度が制
限される。

この条件における白下単位体積当りの結晶生成能力は、
白下単位体積当りが有する総結晶表面積で定まる。

単位体積当り総結晶表面積は、与えられた結晶粒度にお
いては、単位体積当りに存在する結晶数、すなわち、白
下の結晶濃度により定まる。

したがって、結晶濃度の高い白下は結晶生成能力が大き
く、蒸発速度を高くとり得るので、単位装置容積当りの
生産量を高めると同時に、処理時間の短縮により糖分解
の機会を減ずる上で効果がある。

本発明の連続晶析装置は、前述のように、粘稠液の攪拌
ならびに伝熱に対して最も効果的に機能する晶室で構成
されている。

したがって、全晶析過程にわたり、きわめて高い結晶濃
度で操作できる。

この点は本発明の連続晶析装置の最も顕著な特長である
。

更に、第４の条件は、回分弐晶析装置では「煎き締め」
、すなわち、晶析操作の最終段階において、給液を止め
て蒸発を進め、白下の流動性の許す限界まで母液量を減
ずることにより、高い結晶収率を得ている。

本発明の連続晶析装置においても、晶析最終過程の数室
に対する給液を抑制した状態で蒸発を進め、残留母液量
を減ずる操作をとり得る。

しかし、全晶析工程を高い結晶濃度で操作できる本発明
の連続晶析装置においては、「煎き締め」的な操作を省
くことができる。

前述の通り本発明の連続晶析装置は、粘稠液の取り扱い
に最も適した形体をなし、したがって、白下を一層高結
晶濃度で取り出すことができるため、従来の晶析装置で
は得られない高い結晶収率を与えることができる。

また、結晶濃度を増すにしたがって白下の粘性が増加し
、流動性が低下することはすでによく知られるところで
あるが、本発明の連続晶析装置は、その構造上の特質に
より、上述のように、高粘度低流動性白下の攪拌および
加熱に特に効果的にはたらくので、回分式か連続式かを
問わず従来の砂糖晶析装置にみられない高結晶濃度下で
、全晶析過程を進めることができる。

この結果、白下単位体積当り総結晶表面積の増大と結晶
粒子間距離の減小が計られ、したがって、晶析過程にお
ける核発生の危険が減ぜられると同時に、単位装置容積
当りの晶析能力増加が可能となる。

また、高結晶濃度で白下が取り出される結果、高い結晶
収率が得られる。

更にまた、全晶析過程が高結晶濃度下で操作される本発
明の連続晶析装置では、粒度の異なる２種以上の製品結
晶を同時に、いずれも高い結晶収率で生産することがで
きる。

すなわち、直列に接続された晶室のうち、最終室を含む
任意の２室以上に生成物出口を設け、それぞれの出口か
ら白下を任意の比率で連続的に取り出すものである。

２種以上の製品を同時に高い収率で生産できることは、
精製糖工業において特に有益な特長である。

なお、上記実施例においては晶析槽本体の断面を円形状
にしたが、これに限られることはなく、第３図に示すよ
うに断面小判状に形成してもよく、あるいは楕円状、Ｕ
字状、多角形状等適当な形状にしてもよく、また晶析槽
本体の両側板も平板状に限られず、皿形、半楕円形等適
当な形状をとることができる。

更に、本発明の連続晶析槽を構成する攪拌装置は上述の
実施例に示される形式のものに限定されるものでなく、
処理物の流動性、結晶の沈降性などに合わせ適当なもの
を選択できる。

第４図は、製糖プロセスにおける最終裾物白下など、白
下粘度が特に高い場合に適する実施例で２本の攪拌軸１
０ａ・１０ｂを晶析槽本体１の長手方向に平行に貫通さ
せ、各晶室８に２組の互に回転方向を異にする攪拌翼２
２ａ・２２ｂを設けることにより、一層強力な白下の循
環と混合を計ろうとするものである。

また、第５図は揺動式攪拌機の適用例を示す実施例で、
攪拌翼２２は伝熱体４の表面に沿って振子のように運動
する。

更にまた、第６図は同じ攪拌軸１０上に取付けた２組の
攪拌翼２２ｅ・２２ｄを一つの晶室８内に設け、それぞ
れを伝熱体４の伝熱面に近接して配置した実施例を示す
ものである。

また、攪拌翼は上記第３図に示すように４枚羽根はより
構成することもできる。

更にまた、各晶室８を連絡する連絡路１１は、上述の実
施例では、伝熱体４を攪拌軸１０が貫通する部分に設け
られているが、本発明の連絡路の形状、数および位置は
これらの実施例に限られるものではない。

第７図は補助仕切板７の一部を切り欠いて連絡路とする
実施例である。

また、第８図は補助仕切板７の上縁と晶析槽本体１の内
壁により構成される空間の一部を白下が通過するせき状
の連絡路で、晶室８の第１室８ａから最終室８ｎまで白
下を補助仕切板７上縁を順次溢流させることにより、晶
室８間の逆流を防止しようとする実施例であり、３３は
短絡防止のためのじゃま板である。

また、本発明の連続晶析槽を構成する伝熱体も上述の実
施例に示される形体のものに限定されるものでなく、使
用熱媒体の性状およびその他の条件に合わせ適当なもの
を選定できる。

第９図は格子状伝熱体の実施例で、３４は加熱蒸気入側
マニホールド、３５は凝縮水出側マニホールド、３６は
これら両マニホールドを連絡する多数の伝熱管であり、
これら両マニホールド３４・３５及び伝熱管３６によっ
て一つの伝熱体４が構威されている。

また、第１０図は蛇管式伝熱体の実施例を示し、３７は
一端を蒸気入口３８に、他端を凝縮水出口３９に接続さ
れた蛇管状伝熱管である。

第９図および第１０図における伝熱管相互間の間隙は、
第１図に示す実施例の連絡路１１と同様に、これら伝熱
管で仕切られた晶室を白下が順次移動するための通路と
なる。

更に、上述の実施例では、伝熱体に導入する熱媒体とし
て水蒸気を使用するが、本発明の連続晶析装置に使用で
きる熱媒体は水蒸気に限定されるものではない。

また、伝熱体として電気抵抗発熱体の使用もできる。

なお、種晶供給および製品取り出しは連続晶析系の安定
上連続的に行われることが望ましいが、小規模装置にお
いて、これらを連続的に供給および排出することは容易
でない。

このため、適当な周期で間欠的にこれらの供給および排
出を行うこともできる。

また、上記実施例では各晶室毎に原液供給口を設けるよ
うにしたが、これに限られることはなく、数室毎に原液
供給口を設けてもよく、晶室の少なくとも一室に原液供
給口を形成すればよい。

本発明の連続晶析装置は上記したように蒸発式であり、
これに助晶機を補助的に併用することもできる。

なお、本発明は製糖及び精製糖工業における砂糖結晶の
製造に適しているため、主として砂糖の晶析工程の場合
について説明したが、勿論これに限られるものではなく
、蒸発弐晶析法の適用が有利な他の晶析工程に対しても
使用できる。

以上説明したように、本発明は晶析槽本体１内の下部に
、上端部が開口する複数の晶室８が個々に独立した複数
の伝熱体４で仕切られて横方向に並設され、上記各晶室
８は上記伝熱体４のほぼ中央部に形成された連絡路１１
により順次連絡され、少なくとも一つの晶室８に原料供
給口１６が、また上流側の晶室８に種晶導入口１２が、
さらにまた最下流の晶室８ｎに生或物出口１３がそれぞ
れ設けられるとともに、上記各晶室８の上記連結路１１
を貫通して攪拌軸１０が設けられ、上記各晶室８内には
上記伝熱体４の高さとほぼ同一高さでかつ晶室８内のほ
ぼ全域に達する長さの攪拌翼２２が上記攪拌軸１０に固
定してそれぞれ設けられる一方、上記各伝熱体４の上部
には、補助仕切板７が上記攪拌翼２２よりも高く立設さ
れ、上記晶析槽本体１内の上部には発生蒸気出口２８を
有するペーパードーム９が上記各晶室８に連通して設け
られ、また上記攪拌軸１０には連絡路１１に近接して短
絡防止板２１が取り付けられた構成となっているから、
蒸発弐晶析操作を高結晶濃度下で連続的に進行させ得、
特に高粘度母液からの連続晶析に適し、所定粒度で粒度
分布が小さく、しかも単一結晶の製品を容易かつ確実に
、更に結晶収率を高めて連続的かつ能率的に得ることが
でき、また、晶析工程が容易に連続化され、このため熱
負荷が安定したから、ボイラープラントをはじめ他の補
助的設備に対する投資を軽減でき、同時に、ボイラープ
ラント自体の熱効率の向上はもとより、工場全体のより
有機的な熱利用方式の採用が可能となり、工場の総合的
な熱利用効率の著しい向上を計ることができ、更に、晶
析工程の運転管理面、製品の品質及び収率、設備投資額
、設備占有空間等の諸点において著しい利益を得ること
ができる等の利点がある。

その上、攪拌軸１０には短絡防止板２１が取り付けられ
ているので、マグマの短絡および逆流が防止されるとと
もに、攪拌翼２２は晶室８内のほぼ全域に達する長さに
形成されているので、晶析槽本体１の槽底よりマグマを
掻き上げ効率的に晶析させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は第
１図の■−■線に沿う断面図、第３図ないし第５図はそ
れぞれ本発明の他の実施例を示す第２図と同状の一部省
略断同図、第６図は本発明の更に他の実施例を示す一部
を省略した縦断面図、第７図は本発明の別の実施例を示
す第２図と同状の一部を省略した断面図、第８図は本発
明の他の実施例を示す一部を省略した縦断面図、第９図
乃至第１０図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す第２
図と回状の一部を省略した断崩図である。 １・・・・・・晶析槽本体、４・・・・・・伝熱体、８
・・・・・・晶室、９・・・・・・ペーパードーム、１
０・・・・・−攪ｎ、１ １・・・・・・攪拌翼、１２
・・・・・一種晶導入口、１３・・・・・・生成物出口
、１６・・・・・・原液供給口、２２・・・・・・攪拌
翼。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 晶析槽本体１内の下部に、上端部が開口する複数の
   晶室８が個々に独立した複数の伝熱体４で仕切られて横
   方向に並設され、上記各晶室８は上記伝熱体４のほぼ中
   央部に形成された連絡路１１により順次連絡され、少な
   くとも一つの晶室８に原料供給口１６が、また上流側の
   晶室８に種晶導入口１２が、さらにまた最下流の晶室８
   ｎに生成物出口１３がそれぞれ設けられるとともに、上
   記各晶室８の上記連絡路１１を貫通して攪拌軸１０が設
   けられ、上記冬晶室８内には上記伝熱体４め高さとほぼ
   同一高さでかつ晶室８内のほぼ全域に達する長さの攪拌
   翼２２が上記攪拌軸１０に固定してそれぞれ設けられる
   一方、上記各伝熱体４の上部には、補助仕切板７が上記
   攪拌翼２２よりも高く立設され、上記晶析槽本体１内の
   上部には発生蒸気出口２８を有するペーパードーム９が
   上記各晶室８に連通して設けられ、また上記攪拌軸１０
   には連絡路１１に近接して短絡防止板２１が取り付けら
   れて成ることを特徴とする連続晶析装島