JPWO2005102495A1 - スリットブロー式スクレーパを有する回転式圧縮濾過機 - Google Patents

Abstract

スクリーンの内側面に付着形成された固形物層を剥離除去するだけでなく、スクリーンの小孔内に滞留する微粒子塊を排除することができ、スクリーンの目詰まり状態を好適に解消することができる回転式圧縮濾過機を提供する。 回転軸３２周りに形成された環状の濾過室４１内を進行させるに従って、処理原液に次第に圧力を加え、液状の処理原液をケーキ状に変化させることによって脱水処理を行う回転式圧縮濾過機３において、スクリーン３５の内側面に向けて気体又は液体を噴射させることができるように構成されたスクレーパ４０を、スクリーン３５の内側面に対してエッジが鋭角的に接触するように取り付けたことを特徴とする。

Description

本発明は、加工食品の原料やその半加工品、又は、汚泥等、固体物質と液体物質の混合物（処理原液）を濾過・圧搾して脱水処理を行う装置であって、特に回転軸周りに形成された環状の濾過室内を進行させるに従って、処理原液に次第に圧力を加えて脱水処理を行う回転式圧縮濾過機に関する。

回転式圧縮濾過機（ロータリープレスフィルタ）は、例えば、特開２００１−１１３１０９号公報に示されているように、回転軸周りに形成された環状の濾過室内に処理原液を導入し、中空円盤形のスクリーンを回転させることによって、処理原液を前方へと進行させ、次第に圧力を加えて脱水処理を行う装置である。
より具体的に説明すると、処理原液は、原液供給口から濾過室内へと導入され、回転するスクリーンとの間に生ずる摩擦力により、濾過室内を所定方向へ順次進行していくことになる。このとき、スクリーンは多数の小孔を有しているため、処理原液が濾過室内を進行していくに従って、処理原液中の水分がこのスクリーンの小孔を抜けて、濾過室外へ次第に排出されていくことになる。そして、機内への導入時は液体の状態であった処理原液は、原液供給口から約半周後の位置（初期濾過ゾーン）を通過するまでの間に半固形状となり、最終的には、ケーキ状（脱水ケーキ）となって、ケーキ出口より機外へと排出される。
尚、スクリーンは連続的に回転するため、初期濾過ゾーン、これに続く濾過、圧搾ゾーン、そして最終圧搾ゾーンを経て、再び初期濾過ゾーンへと戻り、処理原液或いは脱水ケーキを、進行方向へ連続的に搬送することになる。
従来の回転式圧縮濾過機の中には、回転するスクリーンの内側面に対してエッジが鋭角的に接触するスクレーパを取り付け、処理原液中に含まれる微粒子塊によってスクリーンの表面が覆われてしまうという事態を回避できるように構成されたものもある。
しかしながら、そのようなスクレーパは、スクリーン内側面に付着した固形物層を剥離させることはできても、スクリーンの小孔内に入り込んだ微粒子塊については取り除くことが困難であるという問題がある。

本発明の「回転式圧縮濾過機」は、上記のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、回転軸周りに形成された環状の濾過室内を進行させるに従って、処理原液に次第に圧力を加え、液状の処理原液をケーキ状に変化させることによって脱水処理を行う回転式圧縮濾過機において、回転するスクリーンの内側面に対してエッジが鋭角的に接触するように取り付けられたスクレーパを有し、当該スクレーパから、スクリーンの内側面に向けて気体又は液体を噴射させることができるように構成されていることを特徴としている。
尚、スクレーパは、原液供給口から約半周までの範囲（初期濾過ゾーン）に配置されていることが好ましく、この場合、処理原液中に含まれる微粒子塊によってスクリーン内側面に付着形成される固形物層を、初期濾過段階において機械的に剥離させることができ、更に、スクリーンの小孔内に入り込んだ微粒子塊を直接的に排除することができ、初期濾過段階における目詰まりを好適に防止することができる。
また、洗浄液又は気体を、処理原液の入口側液圧よりも高い圧力でスクレーパから噴射できるように構成した場合には、より好適にスクリーンの小孔内に滞留する微粒子塊を排除することができる。
本発明に係る「回転式圧縮濾過機用スクレーパ」は、スクリーンの内側面に向かって開口する噴射口が長手方向に沿って多数形成されるとともに、噴射口に連通する流路が形成されていることを特徴としている。

第１図は、本発明に係る回転式圧縮濾過機３の断面図である。
第２図は、第１図に示した回転式圧縮濾過機３のＡＡ線による断面図である。
第３図は、第１図に示したスクレーパ４０の拡大図である。
第４図は、第３図に示したスクレーパ４０のＣＣ線による断面図である。
第５図は、スクレーパ４０による微粒子塊の洗浄工程の説明図である。

以下、添付図面に沿って本発明の実施形態について説明する。第１図は、本発明に係る「回転式圧縮濾過機」の断面図である。図示されているように、この回転式圧縮濾過機３は、回転軸３２、内輪スペーサ３３、外輪スペーサ３４、２枚のドーナツ状の透水性スクリーン３５，３５、隔壁板３６、外部ケーシング３７、及び、図示しない駆動装置等によって構成されている。
回転軸３２は、ほぼ水平に保持されるとともに、駆動装置により駆動力が供給されることにより、第１図に示す矢印Ｂの方向に低速（０．２〜３回転／分程度）で回転するようになっている。また、内輪スペーサ３３は、回転軸３２周りに固定されており、回転軸３２に従って回転するようになっている。
外輪スペーサ３４は、内輪スペーサ３３の外側に配置されるとともに、外部ケーシング３７（第２図参照）により固定保持されている。また、外輪スペーサ３４は、内周面３４ｃが、内輪スペーサ３３の外周面３３ａと常に一定の間隔をもって対向するように配置されている。
２枚のスクリーン３５，３５は、透水性を確保するために直径０．３８ｍｍ程度の多数の小孔を有しており、後述するように、処理原液から水分を取り除くためのフィルターとして機能するものである。
これらのスクリーン３５，３５は、内輪スペーサ３３の両側面上にそれぞれ固定されており、回転軸３２及び内輪スペーサ３３が回転すると、それらとともに回転するようになっている。また、スクリーン３５，３５は、外周縁部が外輪スペーサ３４の両側面に近接するような位置及び寸法にて配置されている。
隔壁板３６は、ほぼ水平に、かつ、回転軸３２の軸方向と直交する方向に保持されている。また、隔壁板３６の内側端部３６ａは、内輪スペーサ３３の外周面３３ａの曲率に一致し、これと面接触し、摺動するように形成されている。
隔壁板３６の外側端部３６ｂ（内側端部３６ａとは反対側の端部）は、外輪スペーサ３４の基端部３４ａ及び終端部３４ｂとの間に、それぞれ所定間隔を置いた位置に保持されている。そして、外側端部３６ｂと外輪スペーサ３４の基端部３４ａとの間に確保されたスペースは、原液供給口３８として、装置内部に導入する処理原液を供給するために使用され、外側端部３６ｂと外輪スペーサ３４の終端部３４ｂとの間に確保されたスペースは、ケーキ出口３９として機能するようになっている。
尚、この回転式圧縮濾過機３は、原液供給口３８、ケーキ出口３９、及び、液体排出口４２を除き、外部ケーシング３７により密閉される構造になっている。また、この回転式圧縮濾過機３は、内部に濾過室４１（内輪スペーサ３３及び隔壁板３６と、外輪スペーサ３４との間に形成されているスペースであって、原液供給口３８からケーキ出口３９に至るまでのスペース）が形成されている。第２図に示されているように、濾過室４１の断面は、矩形状となっており、また、第１図に示されているように、環状（Ｃ字状）に延出する部分（環状部分）と直線状に延出する部分（直状部分）とからなっている。
また、この回転式圧縮濾過機３の外輪スペーサ３４には、多数のスクレーパ４０が取り付けられている。これらのスクレーパ４０は、スリットブロー式のスクレーパであり、所定方向へ回転するスクリーン３５の内側面に付着した処理原液中の微粒子塊、及び、スクリーン３５の小孔内に滞留している微粒子塊等を、初期濾過段階において好適に除去できるようになっており、スクリーン３５の目詰まりによる脱液量の低下（処理能力の低下）を好適に回避できるようになっている。
より具体的には、これらのスクレーパ４０は、その先端部が内輪スペーサ３３の方を指向するような向きで、基端部を外輪スペーサ３４の側面に固定することによって取り付けられており、エッジがスクリーン３５の内側面に対し、鋭角的に接触するようになっている。また、スクレーパ４０は、外輪スペーサ３４の二つの側面に、それぞれ４枚ずつ（両側で合計８枚）取り付けられており、原液供給口３８から約１８０°の範囲（初期濾過ゾーン）において、ほぼ均等に（４５°間隔で）配置されている。
第３図は、スクレーパ４０の拡大図であり、第４図は、第３図のスクレーパ４０のＣＣ線による断面図である。これらの図からも明らかなように、スクレーパ４０は、先端部４０ａ側の方が、基端部４０ｂ側よりも幅が狭く、つまり「先細り形状」になっており、内部には、長手方向に延在する中空流路２が形成されている。
また、スクレーパ４０の一方の面には、多数のスリット４が長手方向に沿って形成されている。これらのスリット４は、いずれもエッジの先端４０ｃよりも内側（中心に近い位置）に配置され、それぞれ中空流路２と連通している。そして、洗浄液を基端部側の開口部５からスクレーパ４０の内部（中空流路２）へ供給することにより、第５図に示すように、各スリット４からスクリーン３５の内側面に向かって洗浄液を高圧で（処理原液の入口側液圧よりも高い圧力で）噴射させることができるようになっている。より具体的には、処理原液の入口側液圧は、通常は１０〜５０ＫＰａであるのに対し、ここでは洗浄液を、それよりも高い０．４〜１ＭＰａという圧力で噴射させることができる。つまり、スクレーパ４０のスリット４は、洗浄液の噴射口として機能する。
このように、スリット４からスクリーン３５の内側面に向けて洗浄液を高圧で噴射すると、スクリーン３５の小孔内に滞留している微粒子塊を反対側（スクリーン３５の外側面側）へ押し出して、小孔内を洗浄することができ、スクリーン３５の目詰まり状態を解消することができる。尚、スリット４は、前述の通り、いずれもエッジの先端４０ｃよりも内側に配置されているため、第５図に示されているように、スクリーン３５が矢印Ｅの方向へ回転していく際、スクレーパ４０のエッジの先端４０ｃによってスクリーン３５の内側面に付着した固形物層Ｄが掻き取られた後の段階で、洗浄液をスクリーン３５の小孔内へ直接的に噴射することができ、極めて効果的にスクリーン３５の目詰まりを解消することができる。
ここで使用される洗浄液は特に限定されず、例えば、水や温水などでもよいし、また、界面活性剤等を用いることもできる。温水や界面活性剤等を用いた場合には、スクリーン３５の小孔内に油脂類などが付着、滞留しているような場合であっても、それらを好適に除去することができる。
尚、高圧の洗浄液の代わりに、高圧の空気（或いは、その他のガス）や高温の蒸気を噴射できるように構成することもできる。この場合、処理原液から分離された濾液に洗浄液が混入するという事態、或いは、洗浄液によって濾液が希釈されてしまうといった事態を回避することができる。また、温水と高温の蒸気を同時に噴射できるように構成することもできる。
また、スクレーパ４０は、第４図に示されているように、全体が一体的に成型されたもののほか、表面に溝が形成された二枚の板材を、溝が内側となるようにして張り合わせることによって内部に中空流路及びスリットを形成したものなどを使用することもできる。
更に、噴射口の形状は必ずしもスリットには限定されず、スリットの代わりに多数の円形状、楕円形状、或いは、矩形状の噴射口を並列配置させるようにしてもよい。
また、噴射口は、スクリーン３５の半径方向のほぼ全域にわたって洗浄液等を噴射できるように配置されることが望ましいが、必ずしも一つのスクレーパ４０において、先端部４０ａから基端部４０ｂまでのすべての範囲にわたって噴射口が配置されている必要はなく、例えば、複数配置されるスクレーパ４０のうち、原液供給口３８に最も近い第１のスクレーパ４０においては、基端部４０ｂ側にのみ噴射口を形成し、これに隣接する第２のスクレーパ４０においては、中間部にのみ噴射口を形成し、第３のスクレーパ４０においては、先端部４０ａ側にのみ噴射口を形成し、それら複数のスクレーパ４０によって、スクリーン３５の全域がカバーされるように構成することもできる。このように構成した場合、一つのスクレーパ４０における噴射口の開口面積を小さくすることができるので、第３図に示されているように、長手方向のほぼ全体にわたって噴射口を形成したスクレーパ４０に比べ、より小さな供給圧力で、より大きな噴射圧力を実現することができる。

本発明の回転式圧縮濾過機は、スクレーパから、スクリーンの内側面に向けて気体又は液体を噴射させることができるように構成されているため、スクリーンの内側面に付着形成された固形物層を剥離除去するだけでなく、スクリーンの小孔内に滞留する微粒子塊を排除することができ、スクリーンの目詰まり状態を好適に解消することができる。
また、気体等を噴射させることができるスクレーパを、初期濾過ゾーンの全体にわたって、或いは、初期濾過ゾーンの一部の範囲に配置した場合には、初期濾過工程においてスクリーンの目詰まりを防止できるため、濾過効率を向上させることができ、また、長期運転を行う場合でも、安定した脱液レベルを維持することができる。

Claims (4)

1. 回転軸周りに形成された環状の濾過室内を進行させるに従って、処理原液に次第に圧力を加え、液状の処理原液をケーキ状に変化させることによって脱水処理を行う回転式圧縮濾過機において、
   回転するスクリーンの内側面に対してエッジが鋭角的に接触するように取り付けられたスクレーパを有し、
   当該スクレーパから、前記スクリーンの内側面に向けて気体又は液体を噴射させることができるように構成されていることを特徴とする回転式圧縮濾過機。
2. 前記スクレーパが、原液供給口から約半周までの範囲に配置されていることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の回転式圧縮濾過機。
3. 前記スクレーパが、処理原液の入口側液圧よりも高い圧力で、洗浄液又は気体を噴射できるように構成されていることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の回転式圧縮濾過機。
4. スクリーンの内側面に向かって開口する噴射口が長手方向に沿って多数形成されるとともに、前記噴射口に連通する流路が形成されていることを特徴とする回転式圧縮濾過機用スクレーパ。

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