JPS6023852B2 - 溶液，またはスラリ−状物質より乾燥粉粒状物質を製造する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、各種溶液、又はスラリー状物質（以下単に原
料溶液という）を加熱することによって晶析、又は乾燥
操作をし乾燥粉粒状物質を製造する方法と、その装置に
関するものである。

従来、工業的なこの種の製造方法は単に容器内の原料溶
液を凝拝しながら時間をかけ、いわゆる「煮つめる一方
法が採用されていた。

すなわち、容器外壁のジャケットに加熱用の蒸気などを
導入し、容器内を鷹梓羽根などにより比較的緩慢に蝿拝
し、これを長時間継続させることによってその水分蒸発
と共に順次濃縮を進行させ晶析操作を行い、なお加熱と
縄梓を継続して順次乾燥し、ついには彼処理物質より粉
粒状物質として得、これを容器外にとり出すことになる
。これを更に群述すると、原料溶液は容器外壁のジャケ
ットからの加熱で温度上昇して沸点‘こ至り沸騰蒸発を
する。この場合の蒸発は自己発生する気泡、溶液表面、
および伝熱面からであり、前記気泡は自己発生のもので
あるから、既に水蒸気で飽和されていて更に新たな水蒸
気を吸収する能力はなく、かつ濃縮の進行にしたがい原
料溶液の粘性が増大してくるため大きな気泡が発生し易
く、したがってこの段階では相当に長い加熱操作時間を
要することになる。そしてこの状態を継続して遂には外
見上の液体分を蒸発させ、含水粉粒状となし、尚、加熱
操作を継続させることにより乾燥粉粒状物質が生成され
ることになる。そこで本発明は前述の加熱蒸発時間を短
縮させることを目的とし、前記加熱容器内の底部に別途
用意された加熱ガスを導入させることにより、該加熱ガ
スによる気泡と接触する溶液面が蒸発面となり、蒸発面
が格段に拡大されたものと同様の作用をなして蒸発速度
を飛躍的に向上させるようにしたものであり、また、本
発明により最も効果的な装置を提供するものである。次
に本発明の方法、および構成を実施例により説明する。
第１図において、１は容器で上部に原料入口７、排気口
１０および容器１内の濃浮羽根３を回転駆動させるため
の電動機４、減速機５からなる駆動装置を配設し、下部
に前記燈梓羽根３の下部メタル６、排出口９、および排
出弁８を配設し、２は容器外壁に設けられたジャケット
で図示されない蒸気その他の熱媒体のための熱源入口、
排出口、ドレーンなどが具備され、排出弁８も図示され
ないハンドル、その他エアーシリンダーなどにより外部
から任意に開閉操作されるようになっている。前記下部
メタル６は場合によっては図示されないピン状のピボッ
ト軸受、あるいは全く軸受を必要としないこともあり、
主として装置の大きさ、駆動負荷の大小により設計上自
在に変更できるものである。１３は容器１の底部位置に
設けられた加熱ガス入口であり、圧送機１１からガス加
熱器１２を経て加熱されたガスを容器１内に導入するた
めのものである。

尚、加熱ガス入口１３は容器１の底部周囲から星形状に
複数個所より内部に向けられたノズル状のもの、細目の
多孔通気板を介したものなどのほか、第２図に示す下部
メタル６の支持軸１４を設けられた中空路１５を通じ、
軸ノズル１６から容器１内部に加熱ガスを導入すること
も可能であり、要は容器１底部でよく分散され、しかも
比較的微小な気泡の状態で加熱ガスが導入されるように
なっていればよい。また、圧送機１１はコンブレッサー
、ブロアーなどガスを容器１の底部へ送り込むことがで
きるものであり、ガス加熱器１１は一般的の電熱、蒸気
熱交換器などガスを加熱できるものである。なお、加熱
ガス入口１３とガス加熱器１２とを連絡する配管１７は
図示のとおり容器１内の原料上面の上限位置より高い位
置にまで酢設してあることが原料溶液を取扱う上で安全
かつ重要であるが、図示されない原料溶液の逆止弁その
他の開閉弁などの機構によってもこれに替えることもで
きる。以上のような実施例において、容器１内に原料溶
液を供給し、雌浮羽根３を前記駆動装置によって回転さ
せることにより容器１内原料を上下方向に移送しつつ燈
拝し、また、容器１内壁面にそって容器全体にわたり水
平方向に容器内壁面にそって旋回する蝿梓作用を行なわ
せ、ジャケット２に水蒸気又は他の熱媒体を供聯合し、
同時に庄送機１１ガス加熱器１２を作動させて配管１７
を介し、加熱ガス入口１３より容器１内底部に加熱ガス
を導入させる。

このようにして容器１内底部に導入された加熱ガスは原
料溶液中で微小な気泡となり、この気泡が前記ジャケッ
ト２から加熱され温度上昇した溶液と接触し、水蒸気を
吸収した飽和となり溶液中を上昇する。すなわち、容器
１内庭部に導入された加熱ガスの気泡と接触する溶液面
が蒸発面となる。したがって従来の方式に比し蒸発面が
格段に拡大されたと同様の作用効果を発揮し、蒸発速度
が飛躍的に増大することになる。また、前記蒸発の進行
にしたがい溶液の粘性が増加しても容器１底部より加熱
ガスが強制的に導入されるため、従来の方式に比し蒸発
速度はきわめて速くなる。第３図は従来の方式と本発明
を実施した場合の乾燥物質を得るために要した時間、水
分の変化、ジャケットの水蒸気消費量をそのドレ−ン量
で示した実験例である。図中被線で示したものは従来方
式によるものを示し、以下にその諸元を示す。装置の概
要 第１図に示した装置容器の容量 ６０
０そ 原料溶液 水分１７６ｋ９十粉体２６０ｋ９を
よく燈拝して溶液としたものジャケット蒸気 １．９
ｋ９／ｃ瀞Ｇ（飽和温度１３１０〇）縄枠羽根回転数
６仇．ｐｍ 図中、実線は本発明によるものを示し前記従来方式と各
諸元はほぼ同じであり、その他は以下に示す。

容器底部の加熱ガスの量 １０５ｑｏ、３０Ｎの／Ｈｒの空気 したがって、まず必要熱量の比較をすると従釆方式によ
ると１７６ｋｇの水の蒸発に１８時間を要しているから
平均蒸発速度は１７６÷１８＝９・７７くｋ９／Ｈｒ） したがって、蒸発に要した平均熱量はおよそ５９５×９
．７７＝５，８１３（Ｋｃａｌ／Ｈｒ）なお、これはジ
ャケット全面からのみ供給された熱によるものである。

次に本発明による場合の必要熱量は同様にして１７６ｋ
９の水の蒸発に１１．１時間を要しているから平均蒸発
速度は１７６÷１１．１＝１５．８（ｋｇ／Ｈｒ）した
がって、蒸発に要した平均熱量は５９５×１５．８＝９
，４０１（Ｋｃａｌ／Ｈｒ）ここで容器底部に導入した
加熱ガスによる容器内への供給熱量を計算すると、加熱
ガスの熱風量は温度１０５ｏｏ、３０Ｎで／Ｈてであり
、この空気の湿度を０．０２ｋ９／ｋ９（乾燥空気）と
すれば、その比重量は１．２５ｋ９／Ｎめであるからこ
れによる供給熱量は（１．２５）（３０）〔０．２４ｘ
ｌ０５十（５９５十０．４６ｘｌ０５）（０．０２）〕
＝１，４２７（Ｋｃａｌ／Ｈｒ）したがって、これは前
記蒸発に要した平均熱量９，４０１Ｋｃａｌ／Ｈｒの中
の約６．５分の１にすぎずごく少量の入熱によって、水
分蒸発が格段に促進される。

なお、ジャケットからの供給熱量は９，４０１−１，４
２７＝７，９７４Ｋｃａｌ／Ｈｒ）となって従来方式に
よる長時間にわたって加熱された平均熱量に比し、短時
間の操作ではるかに多い平均熱量を供給し得たことにな
る。

したがって、全操作時間の平均値の比較において前述の
とおり本発明による方が蒸発速度が格段に早くなる。こ
のことは蒸発に要する熱量の変化はその大部分の供給源
であるジャケットからの水蒸気の消費量（ドレーン量）
の比較も第３図に示すドレーン量（ｋ９／Ｈｒ）の対比
で明確であり、また同図から特に加熱初期は本発明によ
る方がはるかに大きいジャケットの水蒸気の消費量（ド
レーン量）を示している。以上のとおり、本発明による
前述のような水分蒸発速度のきわだつた促進作用は従来
技術のものに対し、容器１の底部に加熱ガス入口１３を
設けて加熱ガスを導入することによる独特の作用であり
、これを詳述すると次のとおりである。すなわち、容器
１の底部からの加熱ガスの導入はこれによって付加され
る熱量は僅かであっても、これが微小な気泡となって原
料溶液ときわめて広い接触面積をもち、これによって原
料溶液中の水蒸気を吸収するため、従来技術によるもの
に比し、水分蒸発が格段に促進されることになる。また
、水分蒸発が促進されることによりその蒸発潜熱を周囲
原料溶液から奪いうるため、該原料溶液の品滋は同図実
線の品温曲線で示すように従来技術によるものに比し、
はるかに低温である。したがって品溢が低くければ容器
１のジャケット２部内壁との温度差が大きくなり、容器
１内壁面から対流伝熱される原料溶液への貫流熱量は増
大し、原料溶液に対する入熱は必然的に増加される。こ
れを更に詳述すると、容器１内壁面からの伝熱、による
入熱量は、Ｑ＝ＵＸＡ×△ｔ として表わされ、前述のとおり従来技術によるものと、
本発明によるものとは前述実験結果は、同一装置、同一
原料であるから、ここで前記気泡の伝熱面への影響を省
略しても入熱量Ｕは、ほぼ一定であり原料溶液の挿入量
も同量であるから伝熱面積Ａも同じであり、容器１内壁
面と原料溶液との温度菱△ｔだけが相違し、同図の品温
、および水分曲線によっても従釆技術と本発明によるも
のとを比較した場合、本発明によるものは品濁がはるか
に低くおさえられ、容器１内壁面との温度差△ｔは大き
く、その結果として前述の入熱量は大きくなり、図示さ
れるとおり本発明によるもののほうが従来技術に比し本
操作開始後、短時間の間にドレーン量が増大し、大きな
入熱が行なわれたことがわかる。

なお、本発明の実施にあたり容器１内を減圧下で行えば
本操作はより迅速に完結することができる。以上詳述の
ように本発明によれば容器１のジャケット２部よりの主
たる加熱のほかに僅かの加熱ガスを微小な気泡状態で容
器１底部に導入することにより原料溶液からの晶析操作
に対する所要時間を従来方式によるものとは格段に短縮
できること、また粉粒状物質の製造工程において従来、
遠心分離機などの機械的脱水の工程がある場合などに本
発明を適用すればその工程を省略して前記実施例で示し
た単一容器内で処理操作が可能であり、工程の簡略化、
省力化に寄与するところ大であり、また工程の簡略化に
より従来発生し易いこれらの操作での製品に対する各種
汚染の問題が解決されるなど工業上きわめて有用な効果
を得ることができる。

図面の簡単な説賜 第１図は本発明による実施例を示す要部断面図、第２図
は第１図のＡ部分で他の実施例を示し、第３図は第１図
に示す実施例における実験結果を示す図表である。

図において、１……容器、２・・・・・・ジャケット、
３・・・・・・損枠羽根、１１・・・…圧送機、１２・
・・・・・ガス加熱器、１３・・・・・・加熱ガス入口
、１７・・・・・・配管である。

第１図 第２図 図 Ｍ 船

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 縦型容器１の外壁面にジヤケツト２を、該容器１内
   には貯留された被処理物質を撹拌させる撹拌羽根３を有
   し、該容器１内底部より小量の加熱ガスを微小な気泡の
   状態に分散化させて導入させるため容器１の底部位置に
   設けられ複数、又は多数の小径開孔を以つて構成された
   加熱ガス入口１３と、該加熱ガス入口１３に配管１７を
   介しガス加熱器１２と加熱ガスの圧送機１１とを連結さ
   せたことを特徴とする溶液、またはスラリー状物質から
   乾燥粉粒状物質を製造する装置。