JPS60216880A - スラリ−から氷を分離し洗浄するための装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、塩水および海水から飲料水を製造する際およ
び水分を氷にして除去することにより水性製品を濃縮す
る際に形成される氷を分離して洗浄するための装置に関
する。

［従来技術］ 海水または塩水から飲料水を製造し、あるいはオレンジ
ジュース、ぶどうジュース、りんごジュース等の果実ジ
ュースやトマトジュース等の野菜ジュース、またはコー
ヒー等を濃縮し、ないしは溶媒から溶解固体または浮遊
固体を分離するために様々な冷凍工程および装置が開発
されてきた。

例えばエングダール等の米国特許番号第４，２８６．４
３６号、アシュレイの米国特許番号第３゜５０１．９２
４号、ガニアリスの米国特許番号第３．６２０，０３４
号、ジョンソンの米国特許番号第３．’６６４．１４５
号およびオグマンの米国特許番号第４．０９１，６３５
号がある。

氷スラリーは、製造後、液体から氷を分離し純水で洗浄
するのが望ましい。海水または塩水から飲料水を製造す
る場合は、氷の表面から、−存塩水溶液を除去するため
に洗浄が必要である。果実ジュース等の各種製品の濃縮
においては、氷結晶に取り付いているジュース残存物を
回収覆るために氷を洗浄覆る。

前記目的のために氷スラリーを分離して氷を洗浄するた
めの装置は、従来から当業者に知られていた。当該装置
の一つのタイプは、底部、円筒形壁部および開いた頂部
を有する容器を含むものである。上部にせん孔を有する
垂直管が、当該容器内に位置する。容器に供給される氷
スラリーは、氷解に分離し濃縮液体の上に浮ぶ。濃縮液
体は管のせん孔を通って流れ、ジュース等の所望製品の
場合は集積され、あるいは廃物として排出されまたは処
理工程中に再循環される。純水が散水され氷解を洗浄す
る。洗浄された氷解が容器頂部端の上に上昇すると、か
き出され集められる。洗浄された氷を融解するど飲料水
が得られる。ジコース濃縮処理等において飲料水が所望
製品でない場合は、冷凍冷凍回復用に氷を融解すること
もできるし、排気することもできる。前記タイプの装置
および動作は米国特許第４．３４１．０８５号に開示さ
れている。

［発明が解決しようとする問題点］ 氷が水分離用および洗浄用容器に供給されると、容器内
に圧力が発生し、形成中の氷結晶群を通る濃縮液体の上
方の流れによって結晶群を上方に押し上げ、管の排出せ
ん孔に送る。全体の液体の流れまたは氷結晶部分が変化
するので、濃縮液体の流れは影響を受ける。時には、駆
動力が上昇する一方結晶群形成が遅くなるという状況を
作り出す。

その結果、結晶群形成領域が移動し、結晶群の濃度、間
隙率、および流出特性に変化を引き起す。

濃縮液体の流量が増加すると、氷の充填が大きくなり圧
力が上昇して、氷を通る濃縮液体の流れを制限し、さら
に圧力を上げる原因となる。最終的に、制御不可能の状
態となり、結晶群上部からの濃縮液体の漏出または排出
口からの結晶の漏出となる。

前記により、氷の分離と洗浄用の装置および方式を改良
して水洗浄の操作を制御する必要があることが明白であ
る。

［問題点を解決するための手段１ 本発明は、底部および底部に接続する垂直壁を有づる容
器、前記容器内に位置し当該容器底部から上方に延び上
部にせん孔を有し当該せん孔を通して当該容器内の濃縮
液体を排出し得る管状部材、前記容器に氷スラリーと濃
縮液体を供給するための第一の導管、前記管状部材から
濃縮液体を取り出すために当該管状部材と連絡する第二
の導管、前記容器から濃縮液体を取り出すために当該容
器内部の下部と連絡する濃縮液体取り出し用第三の導管
、およびあらかじめ決定される前記容器内の濃縮液体水
位および圧力分布を維持するための制御手段、から成っ
ている濃縮液体から氷を分離して洗浄するための装置を
提供する。

［実施例］ 水分離および洗浄容器２０は、平坦な円形の金属底２２
および垂直な円筒形の金属壁２４を有する。複数の垂直
な濃縮液体排出用管２６はせん孔ないし穴２８を有し容
器２０内に位置する。せん孔２８は、管２６の上部に位
置する。

管２６の上端は閉じており、下端は容器底２２に接続す
る。導管３０は、管２６の内部および導管３２と連絡す
る。管２６内に排出される濃縮液体は、導管３０および
３２により取り出され流量制御弁３４を通って供給され
る。

当該装置に設けられる供給入口導管４０は、容器内部の
下部空間の供給入口ノズル４４内で終る分岐導管４２を
有し、容器２０に氷結晶と濃縮液体とのスラリーを供給
する。

濃縮液体出口排出専管５０は、容器２０の下部内部空間
および流量制御弁５２と連絡し、容器内の圧力を規制ま
たは制御するために使用される。

全体の流れまたは結晶部分が変化すると、それに対応し
て底部排出導管５０の流量が変化し、システムを以前の
定常状態で動作させるとともに、結晶群ＩＩＩ、間隙率
、または流出特性を変化することなしに、新しい定常状
態にゆっくりと調整する。

このような方法で圧力と浮力の関係は調整され制御され
る。

平坦な環状底６２および垂直円筒形銅６４で形成される
環状空間６０が、容器２０の上部を囲む。

ドーム状の屋根６６は、胴６４の頂部により支持され、
容器２０と環状空間６０の両方を覆い、同時に壁２４の
上端で両者を連絡覆る。

モーター７１は、屋根７７」：に設置され、垂直軸７２
を駆動し、当該軸の下端にはタンク７４が取り付けられ
る。かき取り刃７６は、タンク７４に接続し、当該タン
クから外側水平方向の半径方向に突出する。洗浄用飲料
水は、半径方向水平の分配バイラ７８を通ってタンク７
４から流れる。

パイプ７８は、かき取り刃７６で支持することができる
。飲料水導管８０は、タンク７４と連絡し当該タンクに
水を供給する。水はタンク７４から重力により流れ、パ
イプ７８を通ってパイプの長さ方向に沿って位置する適
当な散水穴またはノズルから外にでる。飲料水は容器２
０の上部の氷結晶上散水される。洗浄された結晶は、か
さ取り刃７６の回転により壁２４の上１９０から空間６
０に落ちる。空母゛６０内の氷はその場所で、融解し、
導管９２により水分を取り出づのが望ましい。しかし空
間６０から氷を取り出し、そのまま利用するか又はいず
れかの場所で融解することもできる１゜運転に際して、
容器２０は異なる組成領域を含む。図面では、底部領域
から上に向かって概路次の通りである。

（Ａ）ＩＩ縮液体領域 （Ｂ）氷解形成領域 （Ｃ）浮遊氷結晶群領域 （Ｄ）氷解重力排出濃縮液体領域 （Ｅ）洗浄水領域 せん孔付排出管２６は、浮遊結晶群（Ｄ）から重力によ
り流出するすべての洗浄水と濃縮液体とを取り出すとと
もに浮遊結晶群（Ｃ）から上方に流出する濃縮液体の十
分な量を取り出し、浮遊結晶群（ＣおよびＤ）の重力に
打ち勝つだけの十分に高い圧力を発生させねばならない
。しかし圧力が上昇し過ぎるとブラインが氷上部から漏
出するので、圧力はあらかじめ決定された値以上に上昇
しないように保持せねばならない。圧力があらがじめ決
めた値を越えないように、装置に制御システムを設ける
。

図面に示されでいる制御システムでは、導管１００が目
的濃縮液体水位７０にお【プる圧力を監視し、導管１０
０．１０２および１０４が濃縮液体水位７０と濃縮液体
領域Ｉｔ　Ａ　ＴＴとの圧ノＪ差を監視する。目的濃縮
液体水位における圧ツノ感知水位制御器（ＬＣ）は、制
御弁３４の位置を制御する。

目的濃縮液体水位における低圧信号は、多量の濃縮液体
が弁３４を通って流出しでいることを示し、部分的に弁
を閉じ、流出率を規制ツる。高圧信号は濃縮液体水位が
上昇、していることを示づ。これに対応する制御弁３４
への信号は、当該弁を問いて流出率を高くする。

圧力差制御器（ＰＤＣ）は、導管５ｏを通して洗浄層の
底からの流出率を制御し、濃縮液体領域１１　Ａ”と濃
縮液体水位７０との間の最適圧力差を維持する。圧力差
が・大きくなると、制ｍ器（ＰＤＣ）は、さらに弁５２
を開き、容器からの流れを多くして圧力を下げる。圧力
差が減少すると、弁５２はさらに閉じて容器からの流れ
を制限し、圧力差が上昇するようにする。

前記詳細説明は、理解を明確に（るためにのみ行われた
ものであり、不必要な制限を与えるものではなく、変更
があり得ることは当業者には明確である。

［発明の効果］ 前記装置の制御手段は、氷スラリーおよび濃縮液体の流
量および容器内の濃縮液体上に浮遊する氷の型苗によっ
て容器内に発生する圧力分布に反応して作動し、第三の
導管を通る濃縮液体の流量を制御して容器内のあらかじ
め決定された圧力分布を維持することができる。

前記制御手段の一部として、液体取り出し用第三の導管
内に流量制御弁を含め、当該導管内を通る濃縮液体の流
量を制御し、容器内の予め決定された圧力分布を維持す
ることができる。

第二の導管内に流量制御弁を含め、容器内の濃縮液体水
位の変化に反応して作動するように制御手段を配置して
第二の導管の制御弁を通る濃縮液体流量を制御し、あら
かじめ決定される容器内の濃縮液体水位を維持すること
がＣきる。

さらに特別の実施例では、制御手段は、容器内の濃縮液
体に浮遊する氷の中に位置してあらかじめ決定される濃
縮液体の水位と容器内の濃縮液体下部との間の圧力差に
反応して作動するようなものとＪることができる。本目
的のために、第二の導管内に流量制御弁を位置し、容器
内の濃縮液体水位の変化に対応して制御手段が作動する
ようにして第二の導管用制御弁を通る濃縮液体流量を制
御し、容器内の予め決定される濃縮液体水位を維持でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づく水分離および洗浄装置の立面
図であり、部分的に断面図となっている。 ′ミ□

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）１ｍｍ液液から氷を分離し洗浄するための装置で
   あって、底部および底部に接続する垂直壁を有する容器
   、前記容器内に位置して当該容器の底部から上方に延び
   上部にせん孔を有する複数の垂直管状部材であって当該
   せん孔を通して当該管状部材内に前記容器内の濃縮液体
   を排出できるような当該複数の垂直管状部材、前記容器
   に氷と濃縮液体のスラリーを供給するための第一の導管
   、前記管状部材から濃縮液体を取り出すために当該管状
   部材と連絡する第二の導管、前記容器から濃縮液体を取
   り出すために容器内部の下部と連絡する濃縮液体取り出
   し用第三の導管、および容器内のあらかじめ決定される
   濃縮液体水位および圧力分布を維持するための制御手段
   、から成っているスラリーから氷を分離し洗浄するため
   の劃Ｌ（２）当該装置の制御手段が、容器内への氷スラ
   リーと濃縮液体の流入および容器内の濃縮液体上に浮遊
   する氷の重量によって容器内に発生ずる圧力分布に反応
   して作動し、前記第三の導管を通る濃縮液体の流量を制
   御しあらかじめ決定される容　゛器内の圧力分布を維持
   するようになっている特許請求の範囲第１項に記載の装
   置。 （３）第二の導管に流量制御弁を含み、前記容器内の濃
   縮液体水位に反応して作動し前記第二の導管を通る濃縮
   液体の流量を制御して前記容器内のあらかじめ決定され
   る画線液体の水位を維持するための制御手段を有するよ
   うな特許請求の範囲第１項に記載の装置。 （４）当該装置の制御手段が前記容器内の濃縮液体上に
   浮遊する水中にあらかじめ決定されて位置する濃縮液体
   水位と前記容器内の濃縮液体の下部位置との圧力差に反
   応して作動するようになっている特許請求の範囲第１項
   に記載の装置。