KR940011073B1 - 농축기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

농축기

제 1 도는 본 발명 일 실시예를 개략적으로 나타낸 요부 단면도.

제 2 도는 제 1 도의 A-A'선의 단면도.

제 3 도는 제 1 도의 B부분을 확대한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 농축기 20 : 농축실

21 : 농축관 22 : 농축액 회수조

23 : 농축액 배출구 24 : 증기 배출구

25 : 철망 26 : 농축용액 저수조

27 : 농축용액 투입구 30 : 마이크로파 발진기

31 : 도파관 40 : 진공펌프

50 : 응축기

본 발명은 농축기에 관한 것으로, 특히 마이크로파에 의한 직접가열방식을 활용하여 보다 효율적이며 생산적인 농축기에 관한 것이다.

농축기는 주로 식품분야 및 화학분야에서 수분이 함유된 용액으로부터 원액 또는 분말형태로 정제할때 쓰인다.

예를들면 식품산업중 사탕수수에서 설탕을 만들때, 과즙에서 원액의 쥬스 또는 분말형태의 쥬스로 만들때 등등 다방면에 사용되고, 화학분야에서 용액의 농도를 조절할때 등등의 여러분야에서 사용된다.

종래의 산업용에 주로 사용하는 농축기는, 보일러에서 발생한 과열증기를 농축관들이 설치된 주위로 통과시켜 과열증기와 농축용액과의 열전도에 의해 수분을 분리시키는 간접가열 방식으로 구성되어 있다. 이는 과열증기를 이용한 간접 냉각방식으로 첫째, 열전도율이 우수하고 또한 내식성이 강한 재질(스테인레스강등)로 농축관은을 사용하여야 하므로 가격이 비싼 단점이 있다.

둘째, 농축관에 스케일 및 부식에 의해 열전도율이 저하되어 생산성이 저하되며 또한 많은 열손실이 발생하는 단점이 있다.

셋째, 증기를 발생하는 보일러 장치를 사용하므로 규모가 커지고 공기 오염 등의 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 농축실 상,하단에 각각 농축액 저수조와 회수조를 형성하고, 그 사이에 농축관을 원형으로 배열하여, 마이크로파에 의해 가열된 농축용액은 하단의 농축액 회수조에 떨어지고 증기는 압력차이에 의해 증기 배출구로 배출되도록 하는 직접가열 방식으로 증발효과가 뛰어나고 배기가스에 의한 공해문제가 발생하지 않으며, 또한 농축관을 값싼 프라스틱 재질로도 사용할 수 있어 제작과 가공이 용이하고 부식문제가 발생하지 않으며 생산단가가 저렴한 농축기를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 농축실의 상단에 농축용액 저수조를, 하단에 농축액 회수조를 각각 형성하고 그 중간에 농축관을 다수개 배열하며, 농축실 일측에 마이크로파 발진기와 도파관을 설치, 연결하며, 또 농축실 하단에 증기 배출구와 농축액 배출구를 각각 형성한 구조로, 농축관 내부에서 농축액이 마이크로파에 의해 가열되며 농축실 내부를 진공상태로 유지시켜 증기를 배출하도록 한 특징이 있다.

또한, 상기 농축실을 진공상태로 만들기 위해 증기 배출구에 진공펌프를 설치하고, 진공상태 유지를 위해 증기 배출구 끝단에 응축기를 설치하고 농축액 회수조에 있는 농축액 배출구를 농축액이 막아주도록 하는 또 다른 특징이 있다.

또한, 상기 농축실 내의 마이크로파가 외부로 누설되지 않도록 하기 위해 증기 배출구와 농축액 배출구의 입구측에 마이크로파 감쇠 구조로 된 철망을 설치하여서 된 또 다른 특징이 있다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도면의 제 1 도와 같은 농축기(10)에 있어서, 농축실(20)의 내부 상단에 농축용액 저수조(26)를 형성하고 하단에 농축액 회수조(22)를 각각 형성하여 그 사이에 파이프형의 농축관(21)을 상, 하로 연결하되, 그 재질을 마이크로파가 투과할 수 있는 재질로 형성하여 도면의 제 2 도와 같이 원형으로 다수개 배열하였다.

그리고 농축실(20)의 일측부에 마이크로파를 만들어 내는 마이크로파 발진기(30)를 설치하고 도파관(31)으로 농축실(20)과 연결하였으며, 하단 일측부에 증기 배출구(24)와 농축액 배출구(23)를 각각 연결하고 그 입구에 도면의 제 3 도와 같이 마이크로파가 외부로 누출되지 못하도록 한 마이크로파 감쇠철망(25)을 설치하였다.

또한, 상기 증기 배출구(24)의 중앙단에 진공펌프(40)를 설치하여 증기 배출구(24)의 압력을 낮추도록 하고 끝단에는 진공유지를 가능하도록 응축기(50)를 설치하여 증기 배출구(24)를 통하는 증기를 외부로 배출시키도록 한 구조로, 도면중 미설명 부호 27은 농축시킬 용액을 투입하는 농축용액 투입구이다.

상기와 같은 구성인 본 발명의 작용, 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면의 제 1 도와 같이 최초 농축기(10)의 상태는 농축용액 저수조(26)에 아무것도 채워져 있지 않으므로 농축실(20) 내부는 대기압과 같은 압력을 유지하게 된다.

그리고, 농축용액 투입구(27)을 통하여 농축될 용액을 투입하면 도면의 제 1 도와 같이 농축용액 저수조(2b)에 채워지고 이때 농축기(10)를 작동시킨다.

또, 상기 농축용액 저수조(26) 하단에 낙하시킬 양을 조절밸브(도면에는 미도시)를 설치하여 낙하시킬 양을 임의로 조절하든가 아니면, 자동으로 조절하는 수단으로 설치가 가능하다.

그리고, 상기와 같이 농축액 저수조(26)에서 농축관(21)의 내부벽면을 따라 흘러내릴때, 농축실(20)의 일측에 있는 마이크로파 발진기(30)에서 마이크로파가 발생하고 이는 도파관(31)을 거쳐 농축실(20) 내부로 들어와 각각의 농축관(21) 내부 벽면을 따라 흘러내리는 농축액을 가열시킨다.

그러면, 상부에서 흘러 내려오는 농축액은 순수한 농축액과 수분으로 분리되며, 순수한 농축액은 하단에 있는 농축액 회수조(22)에 흘러 내려와 떨어지고 수분은 포화온도 이상으로 가열되어 증기의 형태로 농축관(21)을 따라 내려와 농축실(20) 내부를 순환하게 되는바, 이때 진공펌프(40)는 운전을 시작하여 증기 배출구(24) 내부에 있는 공기는 물론 농축실(20) 내부의 공기를 빨아들여 진공상태로 유지하고 있다가, 농축관(21) 내부에서 가열되어 발생한 증기를 압력차이에 의해 증기 배출구(24)로 흡입시킨다.

즉, 상기와 같은 원리는 압력차이에 의한 것으로, 진공상태인 농축실(20) 내부와 증기 배출구(24)를 비교해보면 진공펌프(40)가 연결돼 있는 증기 배출구(24) 측의 진공도가 훨씬 높으므로 농축관(21) 내부에서 가열되어 하부로 내려온 증기는 자연적으로 증기 배출구(24)측으로 흡입되어 배출되는데, 응축기(50)를 별도 설치하여 증기를 냉각시켜 배출함과 동시에 농축실(20) 내부의 진공상태를 유지시키는 역할을 한다.

또한, 증기가 배출되는 과정에서의 농축실(20) 각 부에 대하여 보다 상세하게 알아보면, 우선 농축실(20) 하단의 증기 배출구(24)와 농축액 회수조(22)와 연결된 농축액 배출구(23)의 입구측에 농축실(20) 내부의 마이크로파 외부로 누설되지 않토록 마이크로파 감쇠 구조로 된 철망(25)을 설치하여 마이크로파의 누설을 방지하고 또 농축실(20)내의 진공상태 유지를 위하여 농축액 배출구(23)에 조절밸브를 설치하는 방법이 있으며 농축액 회수조(22)에 일정 수위(예를들면 농축에 배출구(23)보다 높고 증기 배출구(24)의 높이 보다는 낮은 위치)에 농축액이 다다를때 상기 조절밸브를 자동 또는 수동으로 열어 농축액을 배출시키도록 하여 항시(초기 상태 제외)농축액 배출구(23)를 막고 있어 농축실(20)내의 진공상태 유지를 향상시킨다.

상기와 같은 본 발명은 첫째로, 농축용액을 가열하는 수단을 마이크로파를 이용하여 가열하는 직접가열방식이므로 가열효과가 우수하고, 또한 배기가스에 의한 공기오염 문제가 없다는 효과가 있고, 둘째로, 농축관(21)의 재질을 프라스틱 등의 값싼 재질로 선택할 수 있으므로 제작과 가공이 용이하고 또 부식 등의 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있으며, 셋째로, 농축액의 특성에 따라 농축관의 형상을 임의로 가공, 제작하기 쉬워 보다 광범위하게 사용될 수 있는 효과 등이 있다.

Claims (5)

1. 농축액으로부터 수분을 제거하는 농축기(10)에 있어서, 농축실(20)의 상단에 농축용액 저수조(26)를, 하단에 농축액 회수조(22)를 각각 형성하고 그 중간에 농축관(21)을 다수개 배열하며, 농축실(20) 일측에 마이크로파 발진기(30)와 도파관(21)을 설치, 연결하며, 농축실(20) 하단에 증기 배출구(24)와 농축액 배출구(23)를 각각 형성하므로써, 농축관(21) 내부에서 농축액이 마이크로파에 의해 가열되고, 또 농축실(20) 내부를 진공상태를 유지시켜 증기를 배출하도록 구성하여서 된 농축기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 농축실(20)을 진공상태로 만들기 위해 증기배출구(24)에 진공펌프(40)를 설치하여서 된 농축기.
3. 제 1 항과 제 2 항에 있어서, 상기 농축실(20)의 진공상태유지를 위해 증기 배출구(24) 끝단에 응축기(50)를 설치하고 농축액 회수조(22)에 있는 농축액 배출구(23)를 농축액이 막도록 구성하여서 된 농축기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 농축실(20) 내의 마이크로파가 외부로 누설되지 않도록 하기 위해 증기 배출구(24)와 농축액 배출구(23)의 입구측에 마이크로파 감쇠 구조로 된 철망(25)을 설치하여서 된 농축기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 농축관(21)의 재질을 마이크로파가 투과할 수 있는 재질로 하고 그 형상을 농축시킬 용액에 따라 임의로 변경할 수 있도록 구성하여서 된 농축기.