JPS6388002A - 濃縮缶伝熱面のスケ−ル付着防止方法及びスケ−ル付着防止設備 - 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］ 本発明は各種化学製品製造業、食品製造業等の濃縮工程
に於ける濃縮缶伝熱面のスケール付着防止方法及びスケ
ール付着防止設備に関するものである。

［従来の技術］ 例えば、せ庶粗糖裂造工場に於いては、カルシウム、マ
グネシウム、ケイ素等°の無機成分を含む糖汁を濃縮す
る際、濃縮化（通常４〜５重効用缶が使用されている）
の伝熱面にこれ等の無機成分かスケール（缶石）となっ
て固着、成長し、伝熱効果を著しく阻害し、遂には運転
継続が不可能となる現象（所謂スケールトラブル）が定
期的に発生する。

このような、スケールトラブルが発生した場合、従来は
４〜５重効用缶の当該−缶を切離し、残部を３〜４重効
用缶として運転を継続すると共に切離した効用缶をアル
カリ溶液又は酸溶液による洗浄或は機械的抗告等により
スケールを除去し、しかる後接続を元に復して運転を再
開していた。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、この抗告作業は１号缶から５（４）号笛
まで各効用缶について後段になる程顛度が増し、多いも
のは４〜７日毎に１回、少ないものでも１４〜２０日毎
に１回の割合で抗告を行なう必要があり、５（４）重効
用缶としての稼動率は６０〜７５％程度に減少してしま
う。

又、濃縮プラントの効用缶をスケールトラブルのため、
切離して運転すると効用缶の使用蒸気量が２０〜２５％
増加する。

更に、抗告作業に於いて必要な冷却、加熱による蒸気ロ
ス等熱エネルギーの損失は莫大なものであり、抗告作業
に必要な労力或は薬剤使用等による経費も無視出来ない
。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上述の従来の問題点を解決し、スケールトラブ
ルの頻度を減少し、蒸気の無駄を無くすと共に濃縮装置
の稼動率を向上することを目的としてなしたもので、被
濃縮液中に固形微粒子状のスケール種を加えて加熱濃縮
し、該濃縮液からスケール粒子を分離することを特徴と
する濃縮化伝熱面のスケール付着防止方法、及び濃縮装
置に接続した濃縮液排出管に、スケール粒子を分離する
ための固液分離装置を接続し、該固液分離装置の底部に
該固液分離装置で分離したスケールの一部を抜き出すた
めのスケール抜出ラインを接続し、該スケール抜出ライ
ンの途中にスケール種液調整槽及び還流ポンプを順次下
流側に設け、該還流ポンプ下流側のスケール抜出ライン
を前記濃縮装置の被濃縮液入口管に接続し、更に前記固
液分離装置にスケール粒子を除去した濃縮液を取り出す
ための分離濃縮液取出管を接続して成ることを特徴とす
るスケール付着防止設備にかかるものである。

［作　　　用］ 無機塩類の過飽和を破る最も有力な手段は析出塩と同一
の結晶を種として添加する方法であるという原理を利用
し、被濃縮液中にスケールを生成する無機成分と同じス
ケール種（種結晶）を添加することにより、濃縮に伴っ
て析出する無機成分はスケール種の成長に費やされ、被
濃縮液中の無機成分濃度は常に飽和に保たれるため、濃
縮装置にスケールが固着するのを防止することかでき、
伝熱効率の良い状態で長期間運転が可能となる。

スケール種は分離回収したものを循環使用することがで
きるので、特殊な薬品を加える必要がなく経済的である
。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明のスケール付着防止設備の一実施例であ
り、糖汁等の被濃縮液入口管１に４基の濃縮化（４重効
用缶）　２−１．２−２．２−３．２−４を直列に接続
し、最終段の濃縮化２−４に接続した濃縮液排出管３を
分岐せしめ、該各濃縮液排出管４，５に夫々弁６．７を
設け、該一方の濃縮液排出管４を濃縮液受ＷＪ８に接続
し、該濃縮液受槽８の下部に加圧ポンプｌＯ１弁１１を
有する濃縮液取出管９を取り付け、該濃縮液取出管９を
フィルタープレス等の濾過１ｆｉ１２と接続する。該）
濾過機１２に接続した濾過液排出管１３から洗浄）２液
排出管１４を分岐し、該各排出管１３．１４に夫々弁１
５゜ｌ６を設け、該弁１５の下流側の一過液排出管１３
を前記濃縮液排出管５の弁７下流側に合流せしめ、次工
程（結晶工程）へ接続する。

又、−過機１２のケーキ状のスケール炉滓を洗浄するた
めに温水槽１８を設け、該温水槽１８に温水ポンプ２０
．弁２１を有する接続管１９を接続し、該接続管１９を
前記濃縮液取出管９の弁１１下流側に接続し、前記洗浄
１戸液排出管１４の弁Ｉ６下流側を洗浄ｐ液貯槽１７に
接続しである。

一方、前記−過機１２下部のスケール枦滓排出口の下方
にコンベヤ２２及びシュート２３を設けてスケール結晶
をスケール貯槽２Ｂへ導くようにし、該スケール貯槽２
６の下部にスラリーポンプ２７を有するスケール取出管
２８を接続し、該スケール取出管２８の他端に攪拌槻３
０を備えたスケール種液貯Ｉ４！２９を接続し、該スケ
ール種液貯槽２９に前記洗浄ｐ液貯槽１７に接続され弁
２４を有する洗浄ｐ液取出管２５を接続してスケール極
液を調整し得るようにしである。

更に、該スケール極液調整＄！２９の底部と前記Ｃ農縮
液人口管Ｉとの間を、スケール種液還流ポンプ３２、流
量調節弁３３、流量計３４、弁３５を順次下流側に有す
る種族還流ライン３１により接続しである。図中、３６
はスケール貯槽２６下部に接続したスケール排出管、３
７は弁を示す。

以上の構成において、弁７．１６．２１．２４．３７を
閉とし、弁８．１１．１５．３３．３５を開として、被
濃縮液を濃縮缶２−１．２−２．２−３．２−４に順次
導入すると同時に、予めスケール成分微粒子（種結晶）
を−定量含むように調整されスケール極液を種族調整槽
２９からスケール種液還流ポンプ３２により流量調節弁
３３、流量計３４で添加量を調節しながら種族循環ライ
ン３１を経て注入する。

スケール種はスケール成分と同じ無機化合物の結晶、好
ましくは濃縮液より分離したスケールの微細結晶を用い
るが、初期投入の場合はスケール成分と同種同割合のも
ので、スケール成分の結晶化の咳となり得るものであれ
ば特に限定されない。スケール種の結晶粒径は微細なも
の程よく、平均粒径が２０〜４０μのものが好ましい。

又、スケール種の添加量は５ｇ／１以上とし、被濃縮液
の性状に従って増減するが通常はｌＯ〜ＳＯｇ／ｌとす
る。１００ｇ／　１以上添加することも可能であるが、
運転効率及び設備効率が若干低下する。

スケール種を添加された被濃縮液は、濃縮缶２−１．２
−２．２−３．２−４を順次通過し、蒸気による加熱に
より水分が、蒸発せしめられ順次高度に濃縮される。こ
の際、スケールの原因となる無機成分も過飽和状態近く
まで濃縮されるが、同種成分であるスケール種が予め添
加されているため無機成分は濃縮缶２−１　、２−２　
、２−３　、２−４の伝熱面に固着するよりも、スケー
ル種結晶に容易に付着析出し結晶を成長させるので、無
機成分の濃度は常に飽和状態に維持される。これにより
、濃縮缶２−１．２−２．２−３．２−４の伝熱面への
スケールの固着は著しく減少する。

すなわち、所定量のスケール種を予め添加して浮遊し懸
濁させながら蒸発濃縮を行なうと、蒸発に伴って濃縮、
析出される無機成分はすべてスケール結晶の成長に費や
され、濃縮液中の無機成分の濃度は常に飽和に保たれる
。

濃縮液は濃縮液排出管３．４を経て濃縮液受槽８に入り
、次いで濃縮液取出管９の加圧ポンプｌＯで加圧されて
一過機１２に入り、固形分（スケール結晶等）と炉液に
分離され、炉液は一過液排出管１３、弁１５、分岐管５
を経て次工程へ送られる。

一方、一定時間を経て一過機１２にケーキ（スケール結
晶等）が蓄積された場合は、加圧ポンプｌＯを止め、弁
１１．１５を閉じ、弁２１．１６を開いて、温水槽１８
より接続管１９によりポンプ２ｏを経て温水を一過機１
２に送ってケーキを洗浄し、洗浄炉液は接続管１３、弁
１６、洗浄Ｐ液排出管１４を経て洗浄枦液貯槽１７に導
入される。洗浄を完了したケーキ（スケール結晶等）は
−過機１２下部より取出され、コンベヤ２２、シュート
２３を経てスケール貯槽２６に投入される。

該スケール貯槽２Ｇへ貯留されたスケール結晶等は接続
管２８、スラリーポンプ２７によりスヶ−ル極液調整槽
２９へ定量完遂られると共に洗浄）戸液貯槽１７より弁
２４、洗浄）戸液取出管２５を経て洗浄炉液をスケール
種族調整槽２９へ導入され、更に被濃縮液（糖汁）を添
加して撹拌機３０により均一に攪拌し、所定濃度（固形
分３０％程度）のスケール種族を調整する。この種族は
前述のスケール還流ライン３１により還流ポンプ３２、
流量調節弁３３、流量計３４、弁３５を経て再び被濃縮
液に定量づつ添加せしめられる。

又、上述の）濾過機１２の洗浄操作及びケーキ取出操作
中は濃縮液の一過操作は休止されるが、その間は濃縮液
は受槽８に貯留される。濃縮液量が多大なる時は）濾過
機１２を２基並列に設けて交互に使用することにより連
続）濾過も可能である。

スケール種結晶が浮遊懸濁状態で循環している濃縮缶２
−１　、２−２　、２−３　、２−４の伝熱面にはこれ
等の種結晶の摩擦による機械的清掃作用も加わり、伝熱
面に僅かに固着したスケールが剥離される効果もある。

又、被濃縮液の伝熱管内の流速が大なる程伝熱面へのス
ケール固着防止効果は大となるが、自然対流程度でもス
ケール防止効果は充分認められる。

なお、上述の濃縮工程が続けられると前記の）濾過機で
分離されるスケール成分が次第に蓄積して過剰となるの
で、スケール貯槽２Ｂのスケール排出弁３７を開いて適
宜スケールを排出する必要がある。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明の濃縮缶伝熱面のスケール付着
防止方法によれば、 （Ｄ　被濃縮液中にスケール種を予め加えてから濃縮す
るようにしたので、濃縮に伴なって濃度が高くなり過飽
和に達したスケール成分はスケール種を核として析出し
結晶が成長するため、濃縮缶の伝熱面にスケールか固着
するのを防止することができ、 （Ｉｔ）　　被濃縮液中に浮遊懸濁するスケール種及び
これを核として成長したスケール粒子は、摩擦による機
械的清掃効果により濃縮管等に伜かに固着したスケール
を剥離することができ、［相］　濃縮液より分離したス
ケール粒子はそのまま或は微細化してスケール種として
再使用することもできる。

又、本発明のスケール付着防止設備によれば、（Ｄ　被
濃縮液にスケール種を添加して濃縮し、成長したスケー
ル粒子を分離回収して被濃縮液に添加することにより、
循環使用するようにしたので、被濃縮液中のスケール成
分を効率よく分離できる。

従って、本発明によれば、濃縮装置へのスケールの固着
を極めて僅かに抑えられるので、従来のようにスケール
除去のための抗告作業の頻度が少なくなり、伝熱効率の
良い状態で長期間連続運転が可能となり、大量の蒸気の
無駄を省き、濃縮プラントの稼動率を大幅に向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスケール付着防止設備の一実施例の説
明図である。 ｌは被濃縮液入口管、２−１．２−２．２−３．２−４
は濃縮缶、３．４．５は濃縮液排出管、８は濃縮液受槽
、ｌＯは加圧ポンプ、１２は濾過機、１７は洗浄炉液受
槽、１８は温水槽、２０は温水ポンプ、２２はスケール
排出用コンベヤ、２Ｇはスケール貯槽、２７はスケール
ポンプ、２９はスケール種族調整槽、３１はスケール種
液循環ライン、３２はスケール種液還流ポンプ、３４は
流量計を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被濃縮液中に固形微粒子状のスケール種を加えて加
   熱濃縮し、該濃縮液からスケール粒子を分離することを
   特徴とする濃縮缶伝熱面のスケール付着防止方法。 ２）被濃縮液が糖汁である特許請求の範囲第１）項記載
   の濃縮缶伝熱面のスケール付着防止方法。 ３）スケール種が被濃縮液中のスケール生成物質と同種
   の固形微粒子である特許請求の範囲第１）項記載の濃縮
   缶伝熱面のスケール付着防止方法。 ４）スケール種が濃縮液から分離したスケール粒子、若
   しくはその微細化粒子である特許請求の範囲第１）項記
   載の濃縮缶伝熱面のスケール付着防止方法。 ５）スケール種の添加量が５ｇ／ｌ以上である特許請求
   の範囲第１）項記載の濃縮缶伝熱面のスケール付着防止
   方法。 ６）濃縮装置に接続した濃縮液排出管に、スケール粒子
   を分離するための固液分離装置を接続し、該固液分離装
   置の底部に該固液分離装置で分離したスケールの一部を
   抜き出すためのスケール抜出ラインを接続し、該スケー
   ル抜出ラインの途中にスケール種液調整槽及び還流ポン
   プを順次下流側に設け、該還流ポンプ下流側のスケール
   抜出ラインを前記濃縮装置の被濃縮液入口管に接続し、
   更に前記固液分離装置にスケール粒子を除去した濃縮液
   を取り出すための分離濃縮液取出管を接続して成ること
   を特徴とするスケール付着防止設備。