WO2017043368A1 - 蒸発装置 - Google Patents

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WO2017043368A1
WO2017043368A1 PCT/JP2016/075312 JP2016075312W WO2017043368A1 WO 2017043368 A1 WO2017043368 A1 WO 2017043368A1 JP 2016075312 W JP2016075312 W JP 2016075312W WO 2017043368 A1 WO2017043368 A1 WO 2017043368A1
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raw material
material liquid
stirring tank
heat source
tank
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PCT/JP2016/075312
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忠弘 向田
寛司 山路
野田　秀夫
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関西化学機械製作株式会社
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    • B01F2035/99—Heating

Definitions

  • the present invention relates to an evaporation apparatus, and more particularly to an evaporation apparatus that can efficiently recover and concentrate a solvent from a liquid.
  • an evaporator called a “falling film evaporator” is used for recovering or concentrating a solvent from a liquid containing impurities and impurities.
  • FIG. 13 is a diagram schematically showing an evaporation system provided with a conventional falling film evaporation apparatus.
  • the evaporation system 900 includes a raw material tank 910 containing a raw material liquid as a raw material, a falling film evaporator 800, a vacuum pump 920, and a condenser 930.
  • the raw material liquid is preheated by the preheater 906 from the raw material tank 910 through the pipe 904 by driving of the pump 902, and is supplied to the evaporator 800.
  • FIG. 14 is a diagram schematically showing a part of a cross section of the evaporation apparatus 800 constituting the evaporation system shown in FIG.
  • the evaporation apparatus 800 includes a stirring tank 810, a rotating shaft 821 extending in the vertical direction in the stirring tank 810 and rotatable in the horizontal direction, and a rotating shaft above and below the stirring tank 810.
  • the rotating shaft 821 is connected to the drive motor unit 840.
  • the raw material liquid 834 fed from the raw material tank is supplied above the inner wall of the agitation tank 810 while being rotated by the drive motor unit 840 through the supply port 832 extending in the horizontal direction from the rotating shaft 821. Thereafter, the raw material liquid 834 flows down along the inner wall of the stirring tank 810 while forming a wet surface downward.
  • the outer periphery of the stirring tank 810 is covered with a jacket 812 that can be heated by, for example, steam.
  • the jacket 812 is heated, the heat is transmitted from the outer periphery of the stirring vessel 810 to the inner wall, and volatile components contained in the raw material liquid 934 flowing down while forming a wet surface are evaporated on the inner wall.
  • the evaporated volatile component is sent to the condenser 930 (FIG. 13) provided outside the evaporator 800 through the evaporation outlet 860, cooled to the liquid again in the condenser 930, and finally recovered as a condensed liquid.
  • components other than the volatile components contained in the raw material liquid flow down the inner wall of the stirring tank 810 as they are, and are discharged to the outside of the evaporator 800 through the discharge port 880 provided at the bottom of the stirring tank 810. Is done.
  • the roller 826 provided on the support column 822 circulates while contacting the inner wall of the stirring tank 810 by driving the drive motor unit 840.
  • FIG. 15 is a diagram schematically showing a cross section in the A-A ′ direction in the conventional evaporator 800 shown in FIG.
  • the roller 826 contacts and circulates on the inner wall of the stirring tank 810 heated by the jacket 812, thereby forcibly renewing the raw material liquid existing on the heat transfer surface of the inner wall and increasing the evaporation efficiency.
  • a roller 826 is provided.
  • a wiper is provided instead of the roller 826.
  • roller 826 or the wiper as shown in FIG. 15 is always in contact with the heat transfer surface, wear tends to occur. For this reason, it has been pointed out that periodic replacement is required, and the work time, labor and cost for maintenance increase.
  • the temperature of the inner wall is higher than the liquid temperature, and it is pointed out that when the supply of the raw material liquid is stopped as it is, the roller or wiper that contacts the inner wall is deformed or deteriorated due to high heat. . For this reason, when stopping the said evaporator, it was necessary to continue the supply of a raw material liquid, or the circulation of the product in a stirring tank until the temperature of an inner wall fell.
  • An object of the present invention is to solve the above problems, and the object of the present invention is to more efficiently evaporate volatile components from the raw material liquid, which can be freed from the complexity of maintenance and repair. It is to provide an evaporation device.
  • the present invention includes a stirring tank that includes a raw material liquid supply port, a volatile component outlet, and a concentrated liquid outlet, and contains the raw material liquid; A heat source provided in the stirring tank; A sprinkling part provided in the stirring tank and flowing down the raw material liquid to the heat source; A first condenser provided on the outer periphery of the stirring tank and cooling the inner wall of the stirring tank; An evaporation device comprising: here,
  • the agitation tank is a volatile component accommodating part for accommodating a volatile component of the raw material liquid, and is surrounded by the bottom part of the agitation tank, the inner wall, and the outer partition wall and communicated with the volatile component outlet.
  • a volatile component containing portion, and the liquid dispersion portion has a rotation shaft and a flow path for flowing the raw material liquid upward from below the stirring tank as the rotation shaft rotates. And it is an evaporation apparatus comprised from the at least 1 bowl-shaped member with which this rotating shaft was mounted
  • the stirred tank is: A first raw material liquid storage unit for storing the raw material liquid flowing down from the heat source, surrounded by the bottom portion, the outer partition wall portion, and the intermediate partition wall portion of the stirring tank, and communicated with the concentrate outlet.
  • a first raw material liquid storage part ; and a second raw material liquid storage part for storing the raw material liquid overflowed from the first raw material liquid storage part, wherein the bottom part of the stirring tank, the intermediate partition part, and the inner partition part
  • the raw material liquid mixture storage part surrounded by And the volatile component storage part, the first raw material liquid storage part, and the second raw material liquid storage part are arranged in this order from the outer edge of the bottom of the stirring tank toward the center. .
  • the stirred tank is: A raw material liquid storage portion for storing the raw material liquid flowing down from the heat source, the raw material solution being surrounded by the bottom portion, the outer partition wall portion, and the inner partition wall portion of the stirring tank and communicating with the concentrate outlet Liquid container; And the volatile component storage part and the raw material liquid storage part are arranged in this order from the outer edge of the bottom of the stirring tank toward the center.
  • the evaporation apparatus of the present invention further includes a second condenser inside the rotation trajectory of the spraying unit inside the stirring tank.
  • a second volatile component outlet is provided below the second condenser at the bottom of the agitation tank.
  • the inner wall of the agitation tank, the heat source, and the second condenser are provided substantially parallel to each other in the vertical direction, and the shortest distance from the inner wall to the heat source, and from the heat source to the heat source, The shortest distance to the second capacitor is substantially the same.
  • the second raw material liquid storage part is provided with a raw material liquid discharge pipe that opens at a position lower than the upper end part of the inner partition wall part.
  • a plurality of the hook-shaped members are attached to the rotary shaft via a fixture extending in a direction perpendicular to the axial direction of the rotary shaft, and each of the hook-shaped members is attached to the mounting shaft.
  • the angle between the tools is substantially equal.
  • the present invention also includes a raw material tank containing a raw material liquid, The evaporator for treating the raw material liquid supplied from the raw material tank;
  • An evaporation system comprising:
  • volatile components can be efficiently evaporated from the raw material liquid without using a member such as a roller or a wiper.
  • the concentrate which concentrated the raw material liquid efficiently can be prepared.
  • FIG. 7 It is the schematic which shows another example of the evaporator of this invention, Comprising: It is a figure which shows the apparatus by which the 2nd capacitor
  • FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of the raw material liquid mixture container in the evaporator shown in FIG.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of the evaporation apparatus of the present invention.
  • the evaporator 100 of FIG. 1 is provided with a stirring tank 110 that contains a raw material liquid, a heat source 112 provided inside the stirring tank 110, an outer periphery of the stirring tank 110, and an inner wall 111 of the stirring tank 110. And a first condenser 114 that can be cooled.
  • the stirring tank 110 is a sealable tank that can contain and stir liquids such as an aqueous solution and slurry, and has, for example, a flat bottom, a round bottom, a conical bottom, or a bottom portion 116 that is inclined downward.
  • the size (capacity) of the stirring tank 110 is not necessarily limited because it can be appropriately set depending on the use of the evaporation apparatus 100 (for example, the type of the raw material liquid to be supplied), the processing amount of the raw material liquid, and the like. .1 liter to 100,000 liter.
  • the material which comprises the stirring tank 110 is not specifically limited, For example, iron, stainless steel from the reason that it is stable with respect to various raw material liquids, is excellent in thermal conductivity, and / or is easy to obtain and process. It is preferably composed of a metal such as steel, titanium, hastelloy or copper.
  • the inner wall 111 of the stirring tank 110 may be provided with a coating known in the art such as Teflon (registered trademark), glass lining, and rubber lining in order to improve chemical resistance.
  • the stirring tank 110 also includes a raw material liquid supply port 131, a volatile component outlet 113, and a concentrated liquid outlet 115.
  • the raw material liquid supply port 131 is, for example, above the stirring tank 110 (for example, the upper lid), and preferably the supplied raw material liquid falls inside the stirring tank 110 and can come into contact with the heat source 112. It is provided at a position or a position at which the supplied raw material liquid falls in the agitation tank 110 and once comes into contact with the liquid flow lower plate 143, and then drops and comes into contact with the heat source 112.
  • the raw material liquid supply port 131 provided in the stirring tank 110 is not limited to one. For example, a plurality of raw material liquid supply ports may be provided in the stirring tank 110.
  • the volatile component outlet 113 is provided in communication with the bottom of the volatile component containing portion 117 a in the stirring tank 110.
  • the volatile component storage portion 117a is surrounded by the bottom portion 116 of the stirring vessel 110 (more specifically, a part of the bottom portion of the stirring vessel 110), the inner wall 111, and the partition wall portion 118a, and the upper side is open.
  • the volatile component storage unit 117a can store a volatile component of the raw material liquid (preferably a liquid volatile component). Furthermore, the volatile component in the volatile component storage portion 117a can be discharged to the outside from the pipe 161 through the volatile component outlet 113 as a condensed liquid.
  • the concentrate outlet 115 is provided, for example, in communication with the center of the bottom 116 in the stirring tank 110.
  • the bottom part in the stirring tank 110 can accommodate the raw material liquid up to the height of the upper end of the isolation part 118a.
  • the term “raw material liquid” used in the present specification refers to a raw material liquid that has fallen without being brought into contact with the heat source (untreated); at least a part of the volatile components has evaporated due to contact with the heat source. Including later residues; as well as mixtures thereof. Further, after the volatile component has evaporated, the raw material liquid can be finally discharged from the pipe 162 through the concentrated liquid outlet 115 as a concentrated liquid.
  • the tube 162 may be provided with a valve (not shown) as necessary. For example, when the valve is closed, the raw material liquid can be temporarily stored in the bottom portion 116 of the stirring tank 110.
  • the upper part of the stirring tank 110 may also have a structure that can be opened and closed such as a lid or a maintenance hole. Furthermore, a decompression port 132 may be provided in the upper part of the agitation tank 110 for bringing the inside of the agitation tank 110 to atmospheric pressure or reducing the pressure. The decompression port 132 is connected to a decompression pump (not shown).
  • the heat source 112 is provided so as to be substantially parallel to the inner wall 111 inside the stirring tank 110, for example.
  • the heat source 112 is made of, for example, a hollow material, and a heat medium such as water vapor or heat transfer oil is introduced from the outside of the agitation tank 110 through a tube (not shown), so that the outer surface of the heat source 112 (provided) Volatile components can be evaporated from the raw material liquid in contact with the hot surface.
  • the volatile components of the raw material liquid are vaporized and diffused into the stirring tank 110 as a gas.
  • the heating surface of the heat source 112 appears on both surfaces (that is, both the inner wall 111 side and the central axis side surface of the stirring tank 110).
  • a contact area with a volatile component increases, and a volatile component can be more efficiently evaporated from a raw material liquid.
  • the heat source 112 is provided inside the agitation tank 110, it has an advantage that heat loss is less than that provided outside and heat insulation is easy or unnecessary.
  • the evaporation apparatus 100 of the present invention is also provided with a spray unit 120 for spraying and flowing down the raw material liquid stored in the center of the bottom 116 of the stirring tank 110 to the heat source 112 inside the stirring tank 110.
  • the spray unit 120 includes a rotating shaft 121 and a hook-shaped member 123 attached to the rotating shaft 121 via a fixture 122 extending in a direction perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 121.
  • the sprinkling unit 120 causes the raw material liquid stored in the raw material liquid storage unit 116 to rotate from the lower side of the agitation tank 110 through the flow path 126 provided along the length direction of the bowl-shaped member 123 by the rotation of the rotating shaft 121. It can be made to flow upward.
  • the raw material liquid pumped from the bottom of the agitation tank 110 is discharged, for example, toward the liquid flow lower plate 143 disposed above the heat source 112, so that the raw material liquid colliding with the liquid flow lower plate 143 is dropped as it is.
  • the liquid flow lower plate 143 may be attached to the stirring tank 110 at an arbitrary angle.
  • the sprayed raw material liquid flows downward from the upper side of the heat source 112, and at this time, the evaporation of volatile components is promoted, and the residue can be accommodated in the bottom portion 116 of the stirring tank 110 as a concentrated liquid. .
  • the rotating shaft 121 is a shaft made of a metal having rigidity such as iron, stainless steel, hastelloy, titanium, and has a cylindrical or columnar shape, for example.
  • the rotating shaft 121 is normally arranged in the vertical direction in the stirring tank 110.
  • the thickness of the rotating shaft 121 is not necessarily limited, but is, for example, 8 mm to 200 mm.
  • the length of the rotating shaft 121 varies depending on the size of the stirring tank 110 to be used, and an appropriate length can be selected by those skilled in the art.
  • the rotating shaft 121 and the spray unit 120 may be provided with a coating known in the art such as Teflon (registered trademark), glass lining, and rubber lining.
  • One end of the rotating shaft 121 is connected to a rotating means such as a motor 140 at the upper part of the stirring tank 110.
  • a rotating means such as a motor 140 at the upper part of the stirring tank 110.
  • the other end of the rotating shaft 121 is not connected to the bottom of the stirring tank 110, and is disposed at a position spaced apart from the bottom of the stirring tank 110, for example.
  • the other end of a rotating shaft may be accommodated in the bearing provided in the bottom part of the stirring tank.
  • two bowl-shaped members 123 are arranged symmetrically around the axis of the rotating shaft 121 that constitutes the spray unit 120.
  • the two hook-shaped members 123 are attached to the fixture 122 so as to form a predetermined angle (also referred to as an attachment inclination angle) ⁇ 1 .
  • the mounting inclination angle ⁇ 1 may be set to any angle by those skilled in the art, and is, for example, 60 ° to 88.5 °, preferably 75 ° to 88 °.
  • a plurality of (that is, one or more), preferably two to eight, more preferably two to six bowl-shaped members are mounted on the rotating shaft.
  • these hook-shaped members are respectively mounted at substantially equal angles around the rotation axis.
  • the channel 126 of the bowl-shaped member 123 may have a so-called half-pipe form such as a semi-cylindrical shape, a half-rectangular tubular shape, or a V-shape, and the lower end and the upper end are such as It may have a shape of a harp pipe and the middle part between them may be processed into a cylindrical shape (for example, a cylindrical shape, an elliptical cylindrical shape, a rectangular cylindrical shape), or may be entirely cylindrical (for example, It may be processed into a cylindrical shape, an elliptical cylindrical shape, or a rectangular cylindrical shape (the above-described shape of the harp pipe capable of pumping the raw material liquid mixture at the lower end appears by the mounting inclination angle ⁇ 1 ).
  • the bowl-shaped member 123 may include a plate-like body 123b in which a part of the semi-cylinder 123a extends along the longitudinal direction as shown in FIG.
  • the raw material liquid mixture the rotation of the rotating shaft is drawn up from the lower end 123a 1 of the trough member 123, the raw material liquid through the rotary to the upper end 123a 2 of the trough member 123 To rise.
  • the pumped raw material liquid is blocked by the plate-like body 123b even if the bowl-shaped member 123 rotates, and is prevented from jumping out of the bowl-shaped member 123.
  • the size of the hook-shaped member 123 is not particularly limited.
  • the diameter of the semi-cylindrical portion is, for example, 2 mm to 200 mm.
  • Length from the lower end 123a 1 to the upper end 123a 2 is, for example, 40 mm ⁇ 8,000 mm.
  • the width of the plate-like body is not necessarily limited, but is, for example, 20 mm to 300 mm.
  • the saddle-shaped member 123 is made of a material made of a metal such as iron, stainless steel, hastelloy, titanium, or a combination thereof.
  • the bowl-shaped member 123 may be provided with a coating known in the art such as Teflon (registered trademark), glass lining, and rubber lining.
  • the rotation speed of the rotating shaft 121 suitable for pumping up the raw material liquid in the agitation tank 110 is the component of the raw material liquid, its viscosity, stirring Since it varies depending on the size of the tank 110 and the amount of the raw material liquid accommodated in the bottom 116 of the stirring tank 110, it is not necessarily limited, but is, for example, 30 rpm to 500 rpm.
  • the first condenser 114 is provided on the outer periphery of the stirring tank 110, and is preferably provided so as to be continuously in close contact with the outer periphery of the stirring tank 110.
  • a cooling medium such as cooling water is injected through the inlet 151, flows through the first condenser 114, and is discharged to the outside through the outlet 152.
  • the temperature of the cooling medium flowing in the first condenser 114 is transmitted to the inner wall 111 of the stirring tank 110, and the inner wall 111 is held at a low temperature by the cooling medium.
  • the volatile component of the raw material liquid evaporated by the heat source 112 is cooled and condensed on the inner wall 111 and flows down the inner wall 111 as droplets. Thereafter, the volatile component of the raw material liquid flowing down the inner wall 111 is accommodated in the volatile component accommodating portion 117 a and discharged from the pipe 161 to the outside through the volatile component outlet 113.
  • the inner wall as in the prior art is not heated. For this reason, when the operation of the evaporator is stopped, the stop can be performed in a relatively short time without concern about the seizure of the raw material liquid on the inner wall of the stirring tank.
  • the evaporation apparatus of the present invention is also easy to stop the apparatus itself as compared with the conventional evaporation apparatus in which the inner wall in the stirring tank is passed under a single flow of “one pass”. The use of the raw material liquid for cooling can also be reduced.
  • FIG. 3 is a schematic view showing another example of the evaporation apparatus of the present invention.
  • the evaporation apparatus 100a of the present invention shown in FIG. 3 includes a heat source 112a constituted by a coil heater instead of the hollow heat source 112 shown in FIG. Since the heat source 112a has a coil shape, the area of the heating surface can be made larger than that in FIG. Furthermore, the raw material liquid that has flowed down from the liquid flow lower plate 143 can freely move between the coils that constitute the heat source 112a. As a result, the volatile component of the raw material liquid can be evaporated more efficiently. 3, the other end (lower end) of the rotating shaft 121 is accommodated in a bearing 144 provided near the center of the bottom of the stirring tank 110.
  • FIG. 4 is a schematic view showing still another example of the evaporation apparatus of the present invention.
  • the evaporation apparatus 200 shown in FIG. 4 includes, in the stirring tank 110, two stages of liquid spraying parts 120b and 120c in the vertical direction and two stages of heat sources 112b and 112c in the vertical direction. Further, the evaporation apparatus 200 is provided with a preliminary storage part 124 in the stirring tank 110 in addition to the bottom part 116 of the stirring tank 110.
  • the preliminary storage part 124 is fixed by, for example, an attachment member (not shown) extending from the inner wall 111.
  • the preliminary reservoir 124 is open at the top, and is supplied from the raw material liquid supply port 131 and temporarily receives the raw material liquid that has flowed down the liquid flow down plate 143 and the heat source 112 c by the preliminary partition wall 127 that forms the periphery of the preliminary reservoir 124. Can be accommodated. Further, a convex portion 129 extending downward is provided on the lower surface of the preliminary storage portion 124 at a position where the heat source 112b is provided.
  • a pair of first bowl-shaped members 123 b are attached to the liquid dispersion part 120 b provided below the rotation shaft 121 via the fixture 122 b as the axis target around the rotation shaft 121. It is provided to become. Further, the lower end of the first bowl-shaped member 123 c extends to a position where it can be inserted into the raw material liquid stored in the center of the bottom 116 of the stirring tank 110.
  • a pair of second hook-shaped members 123c are provided in the spray part 120c provided above the rotating shaft 121 so as to be symmetric with respect to the rotating shaft 121 via a fixture 122c. Further, the lower end of the second bowl-shaped member 123c extends to a position where it can be inserted into the raw material liquid stored in the preliminary reservoir 124.
  • the raw material liquid discharged from the raw material liquid supply port 131 first contacts the liquid flow lower plate 143 and then flows down the heat source 112c.
  • a part of the volatile components contained in the raw material liquid evaporates, and the residue flows down the heat source 112c as it is and is temporarily stored in the preliminary storage unit 124 as the raw material liquid.
  • backup storage part 124 by rotation of the rotating shaft 121 becomes upper end from the lower end of the 2nd bowl-shaped member 123c via the flow path 126c in the 2nd bowl-shaped member 123c of the spray part 120c. And is sprayed and flowed down from the upper end of the second bowl-shaped member 123c onto the liquid flow lower plate 143.
  • a further part of the volatile components contained in the raw material liquid is evaporated by the heat source 112c, and the residue flows down the heat source 112c as it is and is stored again as the raw material liquid in the preliminary storage unit 124.
  • the pumping of the raw material liquid in the preliminary storage unit 124 by the second bowl-shaped member 123c is repeated.
  • the raw material liquid overflows and is stored in the center of the bottom 116 of the stirring tank 110 located in the lower stage.
  • the raw material liquid that has overflowed the preliminary storage unit 124 flows along the outer periphery of the preliminary storage unit 124, flows down from the convex portion 129 to the heat source 112 b, for example, by dropping, and is stored in the center of the bottom 116 of the stirring tank 110. .
  • the rotation of the rotating shaft 121 causes the raw material liquid stored in the center of the bottom 116 of the stirring tank 110 to pass through the flow path 126b in the first hook-like member 123b of the spraying part 120b.
  • the raw material liquid again flows down the heat source 112b from the convex portion 129, and a further part of the volatile components contained in the raw material liquid evaporates by the heat source 112b, and the residue flows down the heat source 112b as it is, and the bottom of the stirring tank 110 again.
  • 116 is again stored as a raw material liquid at the center.
  • the pumping of the raw material liquid at the center of the bottom portion 116 by the first bowl-shaped member 123b is repeated.
  • the center of the bottom portion 116 of the stirring tank 110 contains a large amount of a raw material liquid (that is also referred to as a concentrated liquid) containing a large amount of nonvolatile components rather than volatile components.
  • the concentrate thus obtained is finally discharged to the outside through the concentrate outlet 115.
  • the evaporation apparatus 200 including the two bowl-shaped members arranged in the vertical direction as the two-stage liquid dispersion unit has been described, but the present invention is not limited to this.
  • it is composed of a three-stage liquid dispersion part comprising three bowl-shaped members arranged in the longitudinal direction, or four or more stages of dispersion comprising four or more bowl-like members arranged in the vertical direction. It may be composed of a liquid part.
  • the evaporation apparatus 200 shown in FIG. 4 can improve the evaporation efficiency because the bottom part 116 of the stirring tank 110 and the preliminary storage part 124 can accommodate raw material liquids having different concentrations of volatile components.
  • FIG. 5 is a schematic view showing still another example of the evaporation apparatus of the present invention.
  • the evaporation apparatus 200a of the present invention shown in FIG. 5 includes two stages of liquid spraying parts 120b and 120c in the vertical direction as in the evaporation apparatus shown in FIG. 4, while the two stages of heat sources 112b and 112c shown in FIG. Instead, heat sources 212b and 212c configured by coil heaters are provided. Since the heat sources 112b and 112c are coil-shaped, the area of the heating surface can be made larger than that in FIG. Furthermore, the raw material liquid flowing down the heat sources 212b and 212c can move freely between the coils constituting the heat sources 212b and 212c. As a result, the volatile component of the raw material liquid can be evaporated more efficiently.
  • FIG. 6 is a schematic view showing still another example of the evaporation apparatus of the present invention.
  • the evaporation apparatus 200b of the present invention shown in FIG. 6 includes two stages of liquid spraying parts 120b and 120c in the vertical direction as in the evaporation apparatus shown in FIG. 4, while the two stages of heat sources 112b and 112c shown in FIG. Instead, a single-stage heat source 312 (that is, one continuous with respect to the spraying parts 120b and 120c) is provided for the spraying parts 120b and 120c. Further, in the evaporation apparatus 200b, a preliminary storage unit 324 is provided on the central axis side of the stirring tank 110 in the middle of the heat source 312.
  • the preliminary reservoir 324 is connected to the inner surface of the heat source 312 (that is, the surface disposed on the central axis side of the stirring tank 110) and extends from the inner surface toward the central axis side of the stirring tank 110, And a preliminary partition wall 327 extending upward from the end of the bottom surface 329.
  • the preliminary storage unit 324 can form a concave portion by a part of the heat source 312, the bottom surface 329, and the preliminary partition wall portion 327, and can store the raw material liquid in the concave portion.
  • the raw material liquid discharged from the raw material liquid supply port 131 first contacts the liquid flow lower plate 143 and then flows down above the heat source 312.
  • a part of the volatile components contained in the raw material liquid evaporates, and the residue flows down as it is through the heat source 312 and is temporarily stored in the preliminary storage unit 324.
  • the residue flowing down the outer surface of the heat source 312 (that is, the surface facing the inner wall 111 of the stirring tank 110) is accommodated in the center of the bottom 116 of the stirring tank 110.
  • the volatile component contained in the raw material liquid is further evaporated.
  • the raw material liquid stored in the preliminary storage unit 324 passes from the lower end to the upper end of the second bowl-shaped member 123 c through the flow path 126 c in the second bowl-shaped member 123 c of the spraying section 120 c. And is sprayed and flowed down from the upper end of the second bowl-shaped member 123c onto the liquid flow lower plate 143.
  • a further part of the volatile components contained in the raw material liquid evaporates above the heat source 312, and the residue flows down the heat source 312 as it is and is stored again in the preliminary storage unit 324 as the raw material liquid.
  • the pumping of the raw material liquid in the preliminary storage unit 324 by the second bowl-shaped member 123c is repeated.
  • the raw material liquid overflows and is stored in the center of the bottom 116 of the stirring tank 110 located in the lower stage.
  • the rotation of the rotating shaft 121 causes the raw material liquid stored in the center of the bottom 116 of the stirring tank 110 to pass through the flow path 126b in the first hook-like member 123b of the spraying part 120b.
  • the raw material liquid again flows down the heat source 312, a further part of the volatile components contained in the raw material liquid evaporates by the heat source 312, and the residue flows down the heat source 312 as it is, and again returns to the center of the bottom 116 of the stirring tank 110. Housed as a liquid.
  • the pumping of the raw material liquid at the center of the bottom portion 116 by the first bowl-shaped member 123b is repeated.
  • the center of the bottom 116 of the stirring tank 110 contains a lot of concentrated liquid containing a large amount of nonvolatile components rather than volatile components.
  • the concentrate thus obtained is finally discharged to the outside through the concentrate outlet 115.
  • the evaporators 200 a and 200 b provided with two bowl-shaped members arranged in the vertical direction as the two-stage liquid spray portions have been described, but the present invention is not limited to this.
  • it is composed of a three-stage liquid dispersion part comprising three bowl-shaped members arranged in the longitudinal direction, or four or more stages of dispersion comprising four or more bowl-like members arranged in the vertical direction. It may be composed of a liquid part.
  • FIG. 7 is a schematic view showing still another example of the evaporation apparatus of the present invention.
  • the concentrate outlet 115b is provided in communication with the bottom of the first raw material liquid storage part 117b in the stirring tank 110, for example.
  • the first raw material container 117b is surrounded by the bottom of the agitation tank 110 (more specifically, a part of the bottom of the agitation tank 110), the outer partition wall 118a, and the intermediate partition wall 118b.
  • the first raw material liquid storage unit 117b can store the raw material liquid that has flowed down from the heat source 112, and the raw material liquid from which the volatile components have been removed is supplied from the pipe 162b through the concentrated liquid outlet 115b as a concentrated liquid. Can be discharged.
  • the tube 162b may be provided with a valve (not shown) as necessary. For example, when the valve is closed, the concentrated liquid can be temporarily stored in the first raw material liquid storage portion 117b. .
  • a second raw material liquid storage portion 117 c is also provided at the bottom of the stirring tank 110.
  • the second raw material liquid container 117c is surrounded by the bottom of the stirring tank 110 (more specifically, a part of the bottom of the stirring tank 110), the intermediate partition wall 118b, and the internal partition wall 118c, and the upper part is open.
  • a raw material liquid outlet 119 is provided in the second raw material liquid storage part 117c so as to open at a position lower than the upper end part of the inner partition wall part 118c.
  • the amount of the raw material liquid stored in the second raw material liquid storage part 117c increases (FIG. 8), and the raw material liquid completely fills the second raw material liquid storage part 117c. (FIG. 9)
  • the raw material liquid can be discharged from the raw material liquid discharge pipe 124 to the outside of the agitation tank 110 through the raw material liquid outlet 119 before crossing the internal partition wall 118c.
  • the volatile component storage unit 117a, the first raw material liquid storage unit 117b, and the second raw material liquid storage unit 117c are centered from the outer edge of the bottom of the stirring tank 110. It is arranged in this order toward. Further, in the present invention, the upper end portion of the outer partition wall portion 118a is provided at a position higher than the upper end portion of the intermediate partition wall portion 118b, and the upper end portion of the intermediate partition wall portion 118b is the upper end portion of the inner partition wall portion 118c (or It is preferably provided at a position lower than the opening position of the raw material liquid outlet 119.
  • the concentrated liquid does not pass over the outer partition wall section 118a.
  • the intermediate partition wall 118b overflows and is stored in the second raw material liquid storage part 117c. Further, even if the amount of the raw material liquid stored in the second raw material liquid storage part 117c increases, the raw material liquid passes through the raw material liquid outlet 119 from the raw material liquid discharge pipe 124 to the stirring tank 110 before passing over the intermediate partition wall part 118b. It is discharged outside.
  • the concentrated liquid or the raw material liquid overflowed from the first raw material liquid storage part 117b may flow into the volatile component storage part 117a, and the first raw material liquid storage part 117b may overflow from the second raw material liquid storage part 117c. Any possibility of the raw material liquid flowing in can be avoided.
  • the second condenser 150 is provided inside the rotation trajectory of the spray unit 120 inside the stirring tank 110.
  • rotation trajectory of the spray part used in the present specification means a space formed by the trajectory of the bowl-like member that can be formed by the rotation of the rotation shaft of the bowl-like member constituting the spray part.
  • the second capacitor 150 is disposed between the two bowl-shaped members 123.
  • the second condenser 150 includes a cooling main pipe 150a in which a cooling medium such as cooling water flows from the outside to the inside of the stirring tank 110, and the cooling medium branches from the cooling main pipe 150a so that the cooling medium moves from the inside of the stirring tank 110 to the outside. Cooling branch pipes 150b and 150c that flow in the same manner.
  • the second condenser 150 is also substantially parallel to the inner wall 111 inside the stirring tank 110 (that is, the cooling branch pipes 150b and 150c are substantially parallel to the inner wall 111, respectively. As is preferred).
  • the inner wall 111 of the stirring tank 110, the heat source 112, and the second condenser 150 are provided substantially parallel to each other in the vertical direction, and the shortest distance from the inner wall 111 to the heat source 112 is provided. And the shortest distance from the heat source 112 to the second condenser 150 may be substantially the same. This is because it becomes easy to keep the compositions of volatile components obtained by condensation in the inner wall 111 and the second condenser 150 substantially constant.
  • the volatile component of the raw material liquid evaporated by the heat source 112 is cooled in the cooling branch pipes 150b and 150c, condensed, and flows into the cooling branch pipes 150b and 150c as droplets.
  • a second volatile component outlet 113b for discharging droplets dropped from the second condenser 150 to the outside is provided at the bottom of the stirring tank 110 and below the second condenser 150.
  • a branch pipe 113a connected to a vacuum pump (not shown) is provided at a part of the second volatile component outlet 113b, and the stirring tank 110 is depressurized through the branch pipe 113a. The droplets flowing down from the second condenser 150 are discharged to the outside from the volatile component outlet 113b.
  • the volatile components discharged from each of the volatile component outlets 113 and 113b can be combined into one as necessary and stored in a predetermined recovery tank.
  • the evaporator 300 of the present invention is also not heated by the conventional inner wall. For this reason, when the operation of the evaporator is stopped, the stop can be performed in a relatively short time without concern about the seizure of the raw material liquid on the inner wall of the stirring tank.
  • the evaporation apparatus 300 of the present invention is also easier to stop the apparatus itself than the conventional evaporation apparatus in which the inner wall in the stirring tank is passed under a single flow of “one pass”. The use of the raw material liquid for cooling can also be reduced.
  • FIG. 10 is a schematic view showing still another example of the evaporation apparatus of the present invention.
  • the evaporation apparatus 300a of the present invention shown in FIG. 10 replaces the first raw material liquid storage part 117b and the second raw material liquid storage part 117c shown in FIG. 7 with the bottom of the stirring tank 110, the outer partition wall part 118a and the inner partition wall part 218c. And a raw material liquid storage part 217b communicating with the concentrate discharge pipe 224 via the concentrate outlet 219.
  • the raw material liquid supplied from the raw material liquid supply port 131 first contacts the liquid flow lower plate 143 and then flows down the heat source 112.
  • a part of the volatile components contained in the raw material liquid evaporates, and the residue flows down the heat source 112 as it is, and is temporarily stored in the raw material liquid storage portion 217b as the raw material liquid.
  • the raw material liquid stored in the raw material liquid storage section 217 b is pumped up from the lower end to the upper end of the bowl-shaped member 123 by the rotation of the spraying section 120, and discharged toward the liquid flow lower plate 143.
  • the raw material liquid that has flowed down the liquid flow lower plate 143 flows down from the upper end of the heat source 112, preferably along both heating surfaces, and during that time, a further part of the volatile components in the raw material liquid is vaporized and evaporated.
  • the residue after evaporation of the volatile component is again used as the raw material liquid, flows down the heat source 112 as it is, and is stored again in the raw material liquid storage unit 217b.
  • the raw material liquid is concentrated as a concentrated liquid before crossing the internal partition 218c.
  • the liquid can be discharged to the outside of the agitation tank 110 by overflow through the concentrate discharge pipe 224 via the outlet 219.
  • the volatile component vaporized in the heat source 112 aggregates on the inner wall 111 cooled through the first condenser 114 and flows down the inner wall 111 as droplets of the volatile component. Thereafter, the volatile component of the raw material liquid flowing down the inner wall 111 is accommodated in the volatile component accommodating portion 117 a and discharged from the pipe 161 to the outside through the volatile component outlet 113. Furthermore, the volatile component vaporized in the heat source 112 is also cooled and condensed in the second condenser 150 (that is, the cooling branch pipes 150b and 150c), and flows down the cooling branch pipes 150b and 150c as droplets. Then, the liquid droplets flowing down from the second condenser 150 are discharged from the second volatile component outlet 113b to the outside through the second volatile component outlet 113b provided at the bottom of the stirring tank 110 and below the second condenser 150. .
  • the volatile components discharged from each of the volatile component outlets 113 and 113b can be combined into one as necessary and stored in a predetermined recovery tank.
  • FIG. 11 is a schematic view showing still another example of the evaporation apparatus of the present invention.
  • the evaporation apparatus 300b of the present invention shown in FIG. 11 includes a heat source 412 configured by a coil heater instead of the hollow heat source 112 shown in FIG. Since the heat source 412 has a coil shape, the area of the heating surface can be made larger than that in FIG. Further, the raw material liquid flowing down from the liquid flow lower plate 143 can freely move between the coils constituting the heat source 412. Further, the volatile component evaporated by the heat source 412 also freely moves between the coils, and can be aggregated in either the first capacitor 114 or the second capacitor 150. As a result, the volatile component of the raw material liquid can be evaporated more efficiently.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing an evaporation system including the evaporation apparatus 300 of the present invention shown in FIG.
  • the evaporation system 500 of the present invention includes a raw material tank 910 containing a raw material liquid as a raw material, and the evaporation apparatus 300 of the present invention. Further, the evaporation system 500 shown in FIG. 12 includes a vacuum pump 920 in addition to these.
  • the raw material liquid is once preheated by the preheater 906 from the raw material tank 910 through the pipe 904 by the driving of the pump 902, and is supplied to the evaporator 300.
  • a heat source (not shown) in the distillation apparatus 300 is heated by supplying steam (STM) through a tube 905.
  • Volatile components evaporated in the evaporator 300 are condensed by first and second condensers (not shown) in the apparatus. Thereafter, the volatile component condensed in the first condenser (more specifically, condensed on the inner wall through the first condenser) is discharged to the outside from the pipe 161 through the volatile component outlet (113 in FIG. 7).
  • the volatile component condensed by the second condenser is discharged to the outside from the pipe 922 through the volatile component outlet (113b in FIG. 7).
  • the evaporator 300 is depressurized by a vacuum pump 920 provided outside.
  • the evaporation system 500 of the present invention shown in FIG. 12 does not require a separate condenser in the system, and can be configured to save more space.
  • the evaporator 300 shown in FIG. 7 is used.
  • the evaporators 100, 100a, 200, 200 of the present invention as described above are used. Any of 200a, 200b, 300a, and 300b may be used.
  • the number of tubes connected to the volatile component outlet can be adjusted as appropriate by those skilled in the art depending on the type of evaporator used.
  • the evaporation apparatus of the present invention can purify and concentrate liquids containing impurities such as methyl ester, lactic acid, fish oil, fats and oils, glycerin, etc .; water, ethanol, methyl ethyl ketone contained in chemical products such as inks, paints and chemicals. It is useful in removing (MEK), N-methylpyrrolidone (NMP), hexane, toluene, acetone, ethylene glycol and the like; removing volatile impurities from monomers and polymers used in the coating and resin production field.
  • impurities such as methyl ester, lactic acid, fish oil, fats and oils, glycerin, etc .

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Abstract

本発明の蒸発装置は、揮発性成分出口および濃縮液出口を備え、かつ原料液を収容する、撹拌槽と、該撹拌槽の内部に設けられた熱源と、該撹拌槽内に設けられておりかつ該熱源に該原料液を流下する、散液部と、該撹拌槽の外周に設けられておりかつ該撹拌槽の内壁を冷却する、第１コンデンサーとを備える。本発明の蒸発装置は、例えば、液体の各種化学品や化学製品の濃縮やこれらからの揮発性の不純物の除去に有用である。

Description

蒸発装置
　本発明は、蒸発装置に関し、より詳細には液体から効率的に溶媒回収や濃縮を行うことのできる蒸発装置に関する。
　例えば、食品工業、化学工業および医薬品工業の分野において、夾雑物や不純物を含む液体からの溶媒の回収または濃縮のために、「流下薄膜蒸発装置」と呼ばれる蒸発装置が使用されている。
　図１３は、従来の流下薄膜蒸発装置を備える蒸発システムを模式的に表す図である。
　蒸発システム９００は、原料となる原料液を含む原料タンク９１０と、流下薄膜蒸発装置８００と真空ポンプ９２０とコンデンサー９３０とを備える。原料液は原料タンク９１０からポンプ９０２の駆動により管９０４を通って予熱器９０６で一旦予熱され、蒸発装置８００に送給される。
　図１４は、図１３に示す蒸発システムを構成する蒸発装置８００の断面の一部を模式的に表した図である。
　図１４に示すように蒸発装置８００は、撹拌槽８１０と、該撹拌槽８１０内で鉛直方向に延びかつ水平方向に回転可能な回転軸８２１と、撹拌槽８１０内の上方および下方においてそれぞれ回転軸８２１から水平方向に延びる複数の支柱８２２と、当該支柱８２２から下方に延び、かつ撹拌槽８１０の内壁と接触するように設けられたローラー８２６とを備える。回転軸８２１は駆動モーター部８４０と接続されている。
　原料タンクから送給された原料液８３４は、回転軸８２１から水平方向に延びる供給口８３２を通じ、駆動モーター部８４０の駆動により回転しながら撹拌槽８１０の内壁上方に供給される。その後、原料液８３４は当該撹拌槽８１０の内壁に沿って下方に濡れ面を形成しながら流下する。一方、撹拌槽８１０の外周は、例えばスチームにより加熱可能なジャケット８１２で覆われている。ここで、ジャケット８１２を加熱すると、その熱は撹拌槽８１０の外周から内壁に伝達し、この内壁において、濡れ面を形成しながら流下した原料液９３４に含まれる揮発性成分が蒸発する。蒸発した揮発性成分は蒸発出口８６０を通じて蒸発装置８００の外に設けられたコンデンサー９３０（図１３）に送給され、当該コンデンサー９３０において冷却後再び液体に戻り、最終的に凝縮液として回収される。一方、図１４において、原料液に含まれる上記揮発性成分以外の成分は、撹拌槽８１０の内壁をそのまま流下し、撹拌槽８１０の底部に設けられた排出口８８０を通じて蒸発装置８００の外部に排出される。
　このような撹拌槽８１０内での原料液の流下において、支柱８２２に設けられたローラー８２６は、駆動モーター部８４０の駆動により撹拌槽８１０の内壁を接触しながら周回する。
　図１５は、図１４に示す従来の蒸発装置８００におけるＡ－Ａ’方向の断面を模式的に表した図である。蒸発装置８００では、ジャケット８１２により加熱された撹拌槽８１０の内壁にローラー８２６が接触かつ周回することによって当該内壁の伝熱面に存在する原料液を強制的に表面更新し、蒸発効率を高めることができる。図１５では、ローラー８２６が設けられているが、従来の蒸発装置では、ローラー８２６の代わりにワイパーが設けられているものも存在する。
　しかし、このような蒸発装置には、いくつかの懸念すべき事項が指摘されている。
　１つは、供給された原料液は、撹拌槽内の内壁（伝熱面）をいわゆる「ワンパス」による１回の流下で通過する点である。原料液に大量の揮発性成分が含まれている場合や、内壁を流下するまでの間に充分に揮発性成分が蒸発し得ない場合も、残存する成分はそのまま排出口９８０から排出されることが考えられる。このため、上記蒸発装置は、充分な濃縮が求められる原料液には使用することが困難とされていた。
　また、図１５に示すようなローラー８２６またはワイパーは、常に伝熱面に接触しているために摩耗が生じ易い。このため、定期的な交換が必要となり、メンテナンスのための作業時間、労力およびコストが増大することが指摘されていた。
　さらに、当該蒸発装置を停止する場合、内壁の温度が液温よりも高いため、原料液の供給をそのまま停止すると、内壁と接触するローラーまたはワイパーが高熱により変形または劣化する点が指摘されている。このため、当該蒸発装置を停止する場合は、内壁の温度が低下するまで、原料液の供給または撹拌槽内の製品の循環を継続することが必要であった。
　本発明は、上記問題の解決を課題とするものであり、その目的とするところは、原料液から揮発性成分をより効率的に蒸発させることができ、メンテナンスおよび修理の煩雑さから解放され得る蒸発装置を提供することにある。
　本発明は、原料液供給口、揮発性成分出口および濃縮液出口を備え、かつ原料液を収容する、撹拌槽と、
　該撹拌槽の内部に設けられた熱源と、
　該撹拌槽内に設けられておりかつ該熱源に該原料液を流下する、散液部と、
　該撹拌槽の外周に設けられておりかつ該撹拌槽の内壁を冷却する、第１コンデンサーと、
を備える、蒸発装置であって、
　ここで、
　該撹拌槽が、該原料液の揮発性成分を収容する揮発性成分収容部であって、該撹拌槽の底部と該内壁と外側隔壁部とで囲まれておりかつ該揮発性成分出口と連通する、揮発性成分収容部を備え、そして
　　該散液部が、回転軸と、該回転軸の回転に伴って該原料液を該撹拌槽の下方から上方に向かって流動する流路を有しかつ該回転軸に装着されている、少なくとも１つの樋状部材とから構成されている、蒸発装置である。
　１つの実施形態では、上記撹拌槽は：
　　上記熱源から流下した上記原料液を収容する第１原料液収容部であって、該撹拌槽の上記底部と上記外側隔壁部と中間隔壁部とで囲まれておりかつ上記濃縮液出口と連通する、第１原料液収容部；および
　　該第１原料液収容部からオーバーフローした該原料液を収容する第２原料液収容部であって、該撹拌槽の該底部と該中間隔壁部と内側隔壁部とで囲まれている、原料液混合物収容部；
　を備え、そして
　該揮発性成分収容部と、該第１原料液収容部と、該第２原料液収容部とが、該撹拌槽の該底部の外縁から中心に向かってこの順に配置されている。
　１つの実施形態では、上記撹拌槽は：
　　上記熱源から流下した上記原料液を収容する原料液収容部であって、該撹拌槽の上記底部と上記外側隔壁部と内側隔壁部とで囲まれておりかつ上記濃縮液出口と連通する、原料液収容部；
　を備え、そして
　該揮発性成分収容部と、該原料液収容部とが、該撹拌槽の該底部の外縁から中心に向かってこの順に配置されている。
　１つの実施形態では、本発明の蒸発装置は、さらに上記撹拌槽の上記内部において、上記散液部の回転軌跡の内側に第２コンデンサーを備える。
　１つの実施形態では、上記撹拌槽の上記底部において、上記第２コンデンサーの下方に第２揮発性成分出口が設けられている。
　１つの実施形態では、上記撹拌槽の上記内壁と上記熱源と上記第２コンデンサーとが鉛直方向にそれぞれ略平行に設けられており、そして該内壁から該熱源までの最短距離と、該熱源から該第２コンデンサーまでの最短距離とが略同一である。
　１つの実施形態では、上記第２原料液収容部に、上記内側隔壁部の上端部より低い位置に開口する原料液排出管が設けられている。
　１つの実施形態では、上記樋状部材は、上記回転軸の軸方向に対して垂直な方向に延びる取付具を介して該回転軸に複数装着されており、該樋状部材のそれぞれと該取付具との間の角度が略均等である。
　本発明はまた、原料液を含む原料タンクと、
　該原料タンクから供給される該原料液を処理する、上記蒸発装置と、
　を備える、蒸発システムである。
　本発明によれば、ローラーやワイパーなどの部材を用いることなく、原料液から揮発性成分を効率良く蒸発することができる。これにより、原料液を効率良く濃縮した濃縮液を調製することができる。さらに本発明によれば、撹拌槽内での部材の焼き付きが発生する可能性を回避することができる。
本発明の蒸発装置の一例を示す概略図である。 本発明の蒸発装置を構成する散液部に使用され得る樋状部材の一例を模式的に表す斜視図である。 本発明の蒸発装置の別の例を示す概略図である。 本発明の蒸発装置のさらに別の例を示す概略図である。 本発明の蒸発装置のさらに別の例を示す概略図である。 本発明の蒸発装置のさらに別の例を示す概略図である。 本発明の蒸発装置のさらに別の例を示す概略図であって、撹拌槽の前記内部において、散液部の回転軌跡の内側に第２コンデンサーが設けられている装置を示す図である。 図７に示す蒸発装置における原料液混合物収容部近傍の拡大図であって、原料液が原料液混合物収容部の一部に収容されている状態を説明するための図である。 図７に示す蒸発装置における原料液混合物収容部近傍の拡大図であって、原料液が原料液混合物収容部内を完全に満たし、原料液が原料排出管を通じて撹拌槽の外部に向かってオーバーフローする様子を説明するための図である。 本発明の蒸発装置のさらに別の例を示す概略図である。 本発明の蒸発装置のさらに別の例を示す概略図である。 本発明の蒸発装置を備える蒸発システムを模式的に表す図である。 従来の流下薄膜蒸発装置を備える蒸発システムを模式的に表す図である。 図１３に示す蒸発システムを構成する蒸発装置８００の断面の一部を模式的に表した図である。 図１４に示す従来の蒸発装置におけるＡ－Ａ’方向の断面を模式的に表した図である。
　本発明の蒸発装置を、添付の図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の蒸発装置の一例を示す概略図である。図１の蒸発装置１００は、原料液を収容する撹拌槽１１０と、撹拌槽１１０の内部に設けられた熱源１１２と、撹拌槽１１０の外周に設けられており、かつ撹拌槽１１０の内壁１１１を冷却し得る第１コンデンサー１１４とを備える。
　撹拌槽１１０は、水溶液、スラリーなどの液体を収容して撹拌することができる密閉可能な槽であり、例えば、平底、丸底、円錐底または下方に向かって傾斜する底部１１６を有する。
　撹拌槽１１０の大きさ（容量）は、蒸発装置１００の用途（例えば、供給される原料液の種類）や、原料液の処理量などによって適宜設定され得るため、必ずしも限定されないが、例えば、０．１リットル～１００，０００リットルである。撹拌槽１１０を構成する材質は特に限定されないが、例えば、種々の原料液に対して安定であり、熱伝導性に優れ、および／または入手および加工が容易であるとの理由から、鉄、ステンレススチール、チタン、ハステロイまたは銅のような金属で構成されていることが好ましい。撹拌槽１１０の内壁１１１は、耐薬品性を高めるために、テフロン（登録商標）やグラスライニング、ゴムライニングのような当該分野において公知のコーティングが付与されていてもよい。
　撹拌槽１１０はまた、原料液供給口１３１、揮発性成分出口１１３および濃縮液出口１１５を備える。
　図１に示すように、原料液供給口１３１は、例えば撹拌槽１１０の上方（例えば、上蓋）に、好ましくは供給された原料液が撹拌槽１１０内を落下して熱源１１２に接触可能となる位置、または供給された原料液が撹拌槽１１０内を落下して、液流下板１４３に一旦接触し、その後液流下板１４３を落下して熱源１１２に接触可能となる位置に設けられている。撹拌槽１１０に設けられる原料液供給口１３１は１個に限定されない。例えば、複数個の原料液供給口が撹拌槽１１０に設けられていてもよい。
　図１において、揮発性成分出口１１３は、撹拌槽１１０内の揮発性成分収容部１１７ａの底部に連通して設けられている。揮発性成分収容部１１７ａは、撹拌槽１１０の底部１１６（より具体的には、撹拌槽１１０の底部の一部）と内壁１１１と隔壁部１１８ａとで囲まれており、上方が開放されている。揮発性成分収容部１１７ａは、原料液の揮発性成分（好ましくは液体の揮発性成分）を収容することが可能である。さらに揮発性成分収容部１１７ａ内の揮発成分は、凝縮液として揮発性成分出口１１３を介して管１６１から外部に排出され得る。
　図１において、濃縮液出口１１５は、例えば撹拌槽１１０内の底部１１６中央に連通して設けられている。撹拌槽１１０内の底部は、隔離部１１８ａの上端の高さまで原料液を収容することが可能である。ここで、本明細書中に用いられる用語「原料液」とは、上記熱源に接触することなく落下した（未処理の）原料液；熱源との接触により揮発性成分の少なくとも一部が蒸発した後の残渣；ならびにこれらの混合液；を包含して言う。さらに当該原料液は、揮発性成分が蒸発した後は最終的に濃縮液として濃縮液出口１１５を介して管１６２から外部に排出され得る。管１６２は必要に応じてバルブ（図示せず）が設けられていてもよく、例えば、バルブを閉じた状態では、撹拌槽１１０の底部１１６に、原料液を一時的に収容することができる。
　撹拌槽１１０の上部はまた、例えば、蓋体またはメンテナンス・ホールのような開閉可能な構造を有していてもよい。さらに、撹拌槽１１０の上部には、撹拌槽１１０内を大気圧とするまたは減圧するための減圧口１３２が設けられていてもよい。減圧口１３２は図示しない減圧ポンプに接続されている。
　本発明の蒸発装置１００において、熱源１１２は、撹拌槽１１０の内部において内壁１１１と例えば、略平行となるように設けられている。図１において、熱源１１２は、例えば中空の材料で構成されており、図示しない管を通じて撹拌槽１１０の外部から、例えば水蒸気や熱媒油などの熱媒体が導入され、熱源１１２の外表面（与熱面）に接した原料液から、揮発性成分を蒸発させることができる。原料液が熱源１１２に接触すると、原料液の揮発性成分は気化し、気体となって撹拌槽１１０内に拡散する。
　なお、図１に示す実施形態では、熱源１１２の与熱面は、両面（すなわち撹拌槽１１０の内壁１１１側および中心軸側の両方の面）に現れている。これにより、揮発性成分との接触面積が増加し、原料液からより効率的に揮発性成分を蒸発させることができる。また、熱源１１２は、撹拌槽１１０の内部に設けられていることにより、外部に設けられる場合と比較して熱損失が少なく、保温が容易または不要となる利点を有する。
　本発明の蒸発装置１００はまた、撹拌槽１１０の内部に、撹拌槽１１０の底部１１６中央に収容された原料液を熱源１１２に散布して流下するための散液部１２０が設けられている。散液部１２０は、回転軸１２１と、回転軸１２１の軸方向に対して垂直な方向に延びる取付具１２２を介して当該回転軸１２１に装着された樋状部材１２３とから構成されている。散液部１２０は、回転軸１２１の回転により、原料液収容部１１６に収容された原料液を、樋状部材１２３の長さ方向に沿って設けられた流路１２６を通じて撹拌槽１１０の下方から上方に向かって流動させることができる。その結果、撹拌槽１１０の底部から汲み上げられた原料液を、例えば、熱源１１２の上方に配置された液流下板１４３に向かって吐出することにより、液流下板１４３に衝突した原料液はそのまま落下し、熱源１１２の上方に散布することができる。ここで、液流下板１４３は、撹拌槽１１０内で任意の角度に取付けられてもよい。さらに、散布された原料液は、熱源１１２の上方から下方に向かって流下し、その際に揮発性成分の蒸発を促し、かつ残渣を濃縮液として撹拌槽１１０の底部１１６に収容することができる。
　回転軸１２１は、鉄、ステンレススチール、ハステロイ、チタンなどの剛性を有する金属で構成されたシャフトであり、例えば、円筒状または円柱状の形状を有する。回転軸１２１は、撹拌槽１１０内で、通常、鉛直方向に配置されている。回転軸１２１の太さは、必ずしも限定されないが、例えば、８ｍｍ～２００ｍｍである。回転軸１２１の長さは、使用する撹拌槽１１０の大きさ等によって変動し、当業者によって適切な長さが選択され得る。回転軸１２１および散液部１２０は、耐薬品性を高めるために、テフロン（登録商標）やグラスライニング、ゴムライニングのような当該分野において公知のコーティングが付与されていてもよい。
　回転軸１２１の一端は、撹拌槽１１０の上部でモーター１４０などの回転手段に接続されている。図１において、回転軸１２１の他端は、撹拌槽１１０の底部に接続されておらず、例えば、撹拌槽１１０の底部から一定の間隔を開けた位置に配置されている。あるいは、回転軸の他端は、撹拌槽の底部に設けられた軸受に収容されていてもよい。
　図１に示す蒸発装置１００では、散液部１２０を構成する回転軸１２１の軸周りには、２つの樋状部材１２３が対称的に配置されている。また、図１において、２つの樋状部材１２３は、取付具１２２に対して所定の角度（取付傾斜角ともいう）θ１をなすように傾斜して取付けられている。取付傾斜角θ１には、当業者によって任意の角度が設定され得るが、例えば、６０°～８８．５°、好ましくは７５°～８８°である。
　本発明の蒸発装置において、回転軸には例えば、複数の（すなわち、１つまたはそれ以上）、好ましくは２つ～８つ、より好ましくは２つ～６つの樋状部材が装着されている。本発明において、これらの樋状部材は、それぞれ回転軸の周りに略均等な角度で装着されていることが好ましい。
　本発明において、樋状部材１２３の流路１２６は、例えば、半円筒状、半角筒状、Ｖ字状などの、いわゆるハーフパイプの形態を有していてもよく、下端および上端がこのようなハープパイプの形態を有し、かつその間の中間部分が筒状（例えば、円筒状、楕円筒状、角筒状）に加工されたものであってもよく、あるいは、全体が筒状（例えば、円筒状、楕円筒状または角筒状）に加工されたもの（上記取付傾斜角θ１により、下端にて原料液混合物を汲み上げ可能な上記ハープパイプの形態が現れる）であってもよい。あるいは、樋状部材１２３は、図２に示すように半円筒１２３ａの一部が長手方向に沿って延びた板状体１２３ｂを備えるものであってもよい。図２に示す樋状部材１２３を用いる場合、原料液混合物は、回転軸の回転によって、樋状部材１２３の下端１２３ａ１から汲み上げられ、当該回転を通じて原料液は樋状部材１２３の上端１２３ａ２にまで上昇する。この上昇の際、汲み上げられた原料液は、樋状部材１２３が回転しても板状体１２３ｂで遮断され、樋状部材１２３の外部に飛び出すことが防止される。
　樋状部材１２３の大きさは、特に限定されないが、例えば、図２に示すような半円筒状の樋状部材が使用される場合、半円筒部分の直径は、例えば２ｍｍ～２００ｍｍである。下端１２３ａ１から上端１２３ａ２までの長さは、例えば４０ｍｍ～８，０００ｍｍである。当該板状体の幅は必ずしも限定されないが、例えば、２０ｍｍ～３００ｍｍである。樋状部材１２３は、例えば、鉄、ステンレススチール、ハステロイ、チタンなどの金属およびこれらの組合せでなる材料から構成されている。樋状部材１２３は、耐薬品性を高めるために、テフロン（登録商標）やグラスライニング、ゴムライニングのような当該分野において公知のコーティングが付与されていてもよい。
　本発明の蒸発装置１００において、撹拌槽１１０内の原料液を汲み上げるために好適な回転軸１２１の回転数（すなわち、散液部１２０の回転数）は、原料液の構成成分、その粘性、撹拌槽１１０の大きさ、撹拌槽１１０の底部１１６に収容される原料液の量などによって異なるため、必ずしも限定されないが、例えば、３０ｒｐｍ～５００ｒｐｍｍである。
　再び図１を参照すると、第１コンデンサー１１４は、撹拌槽１１０の外周に設けられており、好ましくは撹拌槽１１０の外周に対して連続的に密着して覆うように設けられている。
　図１に示す第１コンデンサー１１４においては、冷却水などの冷却媒体が注入口１５１を通じて注入され、第１コンデンサー１１４内を流動し、排出口１５２を通じて外部に排出される。これにより、第１コンデンサー１１４内を流動する冷却媒体の温度が撹拌槽１１０の内壁１１１にまで伝わり、内壁１１１が冷却媒体によって低温に保持される。一方、熱源１１２で蒸発した原料液の揮発性成分は、この内壁１１１において冷却され、凝縮し、液滴となって内壁１１１を流下する。その後、内壁１１１を流下した原料液の揮発性成分は、揮発性成分収容部１１７ａに収容され、揮発性成分出口１１３を通じて管１６１から外部に排出される。
　本発明の蒸発装置１００によれば、従来のような内壁が加熱されるものではない。このため、蒸発装置の運転停止にあたり、撹拌槽の内壁での原料液の焼き付きを懸念することなく、当該停止を比較的短時間で行うことができる。本発明の蒸発装置はまた、撹拌槽内の内壁を「ワンパス」による１回の流下で通過させるような従来の蒸発装置と比較しても、装置自体の停止も容易であり、停止の際の冷却のための原料液の使用も低減することができる。
　図３は本発明の蒸発装置の別の例を示す概略図である。
　図３に示す蒸発装置１００ａにおいて、前述の図面と同様の参照番号を付した構成は、当該図面に示したものと同様である。
　図３に示す本発明の蒸発装置１００ａは、図１に示す中空の熱源１１２に代えて、コイル状ヒーターで構成される熱源１１２ａを備える。熱源１１２ａがコイル状であることにより、その与熱面の面積を、図１のものと比較してより大きくすることができる。さらに、液流下板１４３から流下した原料液は、熱源１１２ａを構成するコイルの間も自由に移動することができる。その結果、原料液の揮発性成分をより効率良く蒸発させることが可能である。なお、図３に示す蒸発装置１００ａでは、回転軸１２１の他端（下端）は、撹拌槽１１０の底部中央付近に設けられた軸受１４４に収容されている。
　図４は、本発明の蒸発装置のさらに別の例を示す概略図である。
　図４に示す蒸発装置２００において、前述の図面と同様の参照番号を付した構成は、当該図面に示したものと同様である。
　図４に示す蒸発装置２００は、撹拌槽１１０内に、上下方向に２段の散液部１２０ｂ，１２０ｃ、ならびに上下方向に２段の熱源１１２ｂ，１１２ｃを備える。さらに、蒸発装置２００は、撹拌槽１１０の底部１１６以外に、撹拌槽１１０内に予備貯留部１２４が設けられている。予備貯留部１２４は、例えば内壁１１１から延びる取付部材（図示せず）によって固定されている。予備貯留部１２４は、上方が開放されており、原料液供給口１３１から供給され、予備貯留部１２４の周囲を構成する予備隔壁部１２７によって液流下板１４３および熱源１１２ｃを流下した原料液を一時的に収容することができる。さらに予備貯留部１２４の下面には、熱源１１２ｂが設けられた位置に下方に延びる凸部１２９が設けられている。
　図４に示す蒸発装置２００では、回転軸１２１の下方に設けられた散液部１２０ｂには、取付具１２２ｂを介して、一対の第１樋状部材１２３ｂが回転軸１２１を中心として軸対象となるように設けられている。また、第１樋状部材１２３ｃの下端は、撹拌槽１１０の底部１１６中央に収容された原料液に挿入可能な位置まで延びている。回転軸１２１の上方に設けられた散液部１２０ｃには、取付具１２２ｃを介して一対の第２樋状部材１２３ｃが回転軸１２１を中心として軸対称となるように設けられている。また、第２樋状部材１２３ｃの下端は、予備貯留部１２４内に収容された原料液内に挿入可能な位置まで延びている。
　図４に示す蒸発装置２００では、原料液供給口１３１から排出された原料液は、まず液流下板１４３に接触した後、熱源１１２ｃを流下する。ここで、原料液に含まれる揮発性成分の一部が蒸発し、残渣はそのまま熱源１１２ｃを流下し、原料液として予備貯留部１２４内に一時的に収容される。
　さらに、回転軸１２１の回転により、予備貯留部１２４に収容された原料液は、散液部１２０ｃの第２樋状部材１２３ｃ内の流路１２６ｃを介して第２樋状部材１２３ｃの下端から上端にまで汲み上げられ、第２樋状部材１２３ｃの上方端部から液流下板１４３に散布され流下される。この流下により、原料液に含まれる揮発性成分のさらなる一部が熱源１１２ｃにより蒸発し、残渣は熱源１１２ｃをそのまま流下して再び予備貯留部１２４に原料液として収容される。こうして予備貯留部１２４内の原料液について、第２樋状部材１２３ｃによる汲み上げが繰り返される。
　その後、予備貯留部１２４の液面が上昇し、予備隔壁部１２７を超えると、原料液はオーバーフローし、下段に位置する撹拌槽１１０の底部１１６中央に収容される。ここで、予備貯留部１２４をオーバーフローした原料液は、予備貯留部１２４の外周を伝って凸部１２９から熱源１１２ｂに、例えば、滴下により流下して、撹拌槽１１０の底部１１６中央に収容される。
　さらに、回転軸１２１の回転により、撹拌槽１１０の底部１１６中央に収容された原料液は、散液部１２０ｂの第１樋状部材１２３ｂ内の流路１２６ｂを介して第１樋状部材１２３ｂの下端から上端にまで汲み上げられ、第１樋状部材１２３ｂの上方端部から予備貯留部１２４の凸部１２９に向かって散布される。その後、原料液は再び凸部１２９から熱源１１２ｂを流下し、原料液に含まれる揮発性成分のさらなる一部が熱源１１２ｂにより蒸発し、残渣は熱源１１２ｂをそのまま流下して再び撹拌槽１１０の底部１１６中央において再び原料液として収容される。こうして当該底部１１６中央の原料液について、第１樋状部材１２３ｂによる汲み上げが繰り返される。
　上記繰り返しによって、撹拌槽１１０の底部１１６中央には、揮発性成分よりもむしろ不揮発性成分を多く含有する原料液（すなわち、濃縮液ともいう）が多く含まれるようになる。このようにして得られた濃縮液は、最終的に濃縮液出口１１５を通じて外部に排出される。
　図４に示す実施形態では、２段の散液部として、縦方向に配置された２つの樋状部材を備える蒸発装置２００について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、縦方向に配置された３つの樋状部材を備える、３段の散液部で構成されるもの、あるいは縦方向に配置された４つ以上の樋状部材を備える、４段以上の散液部で構成されるものであってもよい。
　図４に示す蒸発装置２００は、撹拌槽１１０の底部１１６、および予備貯留部１２４がそれぞれ揮発性成分の濃度が異なる原料液を収容し得るため、蒸発効率を向上させることができる。
　図５は本発明の蒸発装置のさらに別の例を示す概略図である。
　図５に示す蒸発装置２００ａにおいて、前述の図面と同様の参照番号を付した構成は、当該図面に示したものと同様である。
　図５に示す本発明の蒸発装置２００ａは、図４に示す蒸発装置と同様に上下方向に２段の散液部１２０ｂ，１２０ｃを備える一方で、図４に示す２段の熱源１１２ｂ，１１２ｃに代えて、コイル状ヒーターで構成される熱源２１２ｂ，２１２ｃを備える。熱源１１２ｂ，１１２ｃがコイル状であることにより、その与熱面の面積を、図４のものと比較してより大きくすることができる。さらに、熱源２１２ｂ，２１２ｃをそれぞれ流下する原料液は、熱源２１２ｂ，２１２ｃ構成するコイルの間も自由に移動することができる。その結果、原料液の揮発性成分をより効率良く蒸発させることが可能である。
　図６は本発明の蒸発装置のさらに別の例を示す概略図である。
　図６に示す蒸発装置２００ｂにおいて、前述の図面と同様の参照番号を付した構成は、当該図面に示したものと同様である。
　図６に示す本発明の蒸発装置２００ｂは、図４に示す蒸発装置と同様に上下方向に２段の散液部１２０ｂ，１２０ｃを備える一方で、図４に示す２段の熱源１１２ｂ，１１２ｃに代えて、当該散液部１２０ｂ，１２０ｃに対して１段の（すなわち、散液部１２０ｂ，１２０ｃに対して連続した１つの）熱源３１２を備える。さらに、蒸発装置２００ｂにおいて、熱源３１２の途中に撹拌槽１１０の中心軸側に予備貯留部３２４が設けられている。予備貯留部３２４は、熱源３１２の内面（すなわち、撹拌槽１１０の中心軸側に配置された面）と接続されておりかつ当該内面から撹拌槽１１０の中心軸側に向かって延びる底面３２９と、底面３２９の端部から上方に向かって延びる予備隔壁部３２７とを備える。予備貯留部３２４は、熱源３１２の一部と底面３２９と予備隔壁部３２７とによって凹部を形成し、この凹部に原料液を収容することができる。
　図６に示す蒸発装置２００ｂでは、原料液供給口１３１から排出された原料液は、まず液流下板１４３に接触した後、熱源３１２の上方を流下する。ここで、原料液に含まれる揮発性成分の一部が蒸発し、残渣はそのまま熱源３１２を流下し、予備貯留部３２４内に一時的に収容される。また、熱源３１２の外面（すなわち、撹拌槽１１０の内壁１１１と対向する面）を流下した残渣は、撹拌槽１１０の底部１１６中央に収容される。
　予備貯留部３２４に収容された原料液は、熱源３１２と接触する状態が保たれているため、さらに当該原料液中に含まれる揮発性成分が蒸発する。
　さらに、回転軸１２１の回転により、予備貯留部３２４に収容された原料液は、散液部１２０ｃの第２樋状部材１２３ｃ内の流路１２６ｃを介して第２樋状部材１２３ｃの下端から上端にまで汲み上げられ、第２樋状部材１２３ｃの上方端部から液流下板１４３に散布され流下される。この流下により、原料液に含まれる揮発性成分のさらなる一部が熱源３１２の上方にて蒸発し、残渣は熱源３１２をそのまま流下して再び予備貯留部３２４内に原料液として収容される。こうして予備貯留部３２４内の原料液について、第２樋状部材１２３ｃによる汲み上げが繰り返される。
　その後、予備貯留部３２４の液面が上昇し、予備隔壁部３２７を超えると、原料液はオーバーフローし、下段に位置する撹拌槽１１０の底部１１６中央に収容される。
　さらに、回転軸１２１の回転により、撹拌槽１１０の底部１１６中央に収容された原料液は、散液部１２０ｂの第１樋状部材１２３ｂ内の流路１２６ｂを介して第１樋状部材１２３ｂの下端から上端にまで汲み上げられ、第１樋状部材１２３ｂの上方端部から例えば、予備貯留部３２４の底面３２９または当該底面３２９と熱源３１２とが交差する部分に向かって散布される。その後、原料液は再び熱源３１２を流下し、原料液に含まれる揮発性成分のさらなる一部が熱源３１２により蒸発し、残渣は熱源３１２をそのまま流下して再び撹拌槽１１０の底部１１６中央に原料液として収容される。こうして当該底部１１６中央の原料液について、第１樋状部材１２３ｂによる汲み上げが繰り返される。
　上記繰り返しによって、撹拌槽１１０の底部１１６中央には、揮発性成分よりもむしろ不揮発性成分を多く含有する濃縮液が多く含まれるようになる。このようにして得られた濃縮液は、最終的に濃縮液出口１１５を通じて外部に排出される。
　図５および図６に示す実施形態では、それぞれ２段の散液部として、縦方向に配置された２つの樋状部材を備える蒸発装置２００ａおよび２００ｂについて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、縦方向に配置された３つの樋状部材を備える、３段の散液部で構成されるもの、あるいは縦方向に配置された４つ以上の樋状部材を備える、４段以上の散液部で構成されるものであってもよい。
　図７は本発明の蒸発装置のさらに別の例を示す概略図である。
　図７に示す蒸発装置３００において、前述の図面と同様の参照番号を付した構成は、当該図面に示したものと同様である。
　図７に示す蒸発装置３００では、濃縮液出口１１５ｂは、例えば撹拌槽１１０内の第１原料液収容部１１７ｂの底部に連通して設けられている。第１原料液収容部１１７ｂは、撹拌槽１１０の底部（より具体的には、撹拌槽１１０の底部の一部）と外側隔壁部１１８ａと中間隔壁部１１８ｂとで囲まれており、上方が開放されている。第１原料液収容部１１７ｂは、熱源１１２から流下した原料液を収容することが可能であり、揮発性成分が除去された原料液を、濃縮液として濃縮液出口１１５ｂを介して管１６２ｂから外部に排出可能である。管１６２ｂは必要に応じてバルブ（図示せず）が設けられていてもよく、例えば、バルブを閉じた状態では、第１原料液収容部１１７ｂに上記濃縮液を一時的に収容することができる。
　さらに本発明の蒸発装置３００では、撹拌槽１１０の底部には、第２原料液収容部１１７ｃも設けられている。第２原料液収容部１１７ｃは、撹拌槽１１０の底部（より具体的には、撹拌槽１１０の底部の一部）と中間隔壁部１１８ｂと内部隔壁部１１８ｃとで囲まれており、上方が開放されている。図７において、第２原料液収容部１１７ｃには、内側隔壁部１１８ｃの上端部よりも低い位置で開口するように原料液出口１１９が設けられている。
　本発明の蒸発装置３００においては、第２原料液収容部１１７ｃに収容される原料液の量が増加し（図８）、そして原料液が第２原料液収容部１１７ｃ内を完全に満たした場合（図９）、原料液は内部隔壁部１１８ｃを越える前に原料液出口１１９を通じて原料液排出管１２４から撹拌槽１１０の外部にオーバーフローにより排出することができる。
　再び図７を参照すると、本発明の蒸発装置３００では、上記揮発性成分収容部１１７ａ、第１原料液収容部１１７ｂ、および第２原料液収容部１１７ｃは、撹拌槽１１０の底部の外縁から中心に向かってこの順に配置されている。さらに、本発明においては、外側隔壁部１１８ａの上端部が中間隔壁部１１８ｂの上端部よりも高い位置に設けられており、かつ中間隔壁部１１８ｂの上端部が内側隔壁部１１８ｃの上端部（あるいは、原料液出口１１９の開口位置）よりも低い位置に設けられていることが好ましい。このような構成を有することにより、例えば、第１原料液収容部１１７ｂに収容される濃縮した原料液（濃縮液）の量が増加したとしても、当該濃縮液は外側隔壁部１１８ａを越える前に、中間隔壁部１１８ｂをオーバーフローして第２原料液収容部１１７ｃに収容される。また、第２原料液収容部１１７ｃに収容される原料液の量が増加したとしても、原料液は中間隔壁部１１８ｂを越える前に、原料液出口１１９を通じて原料液排出管１２４から撹拌槽１１０の外部に排出される。その結果、揮発性成分収容部１１７ａに、第１原料液収容部１１７ｂからオーバーフローした濃縮液や原料液が流入する可能性、および第１原料液収容部１１７ｂに第２原料液収容部１１７ｃからオーバーフローした原料液が流入する可能性のいずれをも回避することができる。
　さらに、本発明の蒸発装置３００では、図７に示すように、撹拌槽１１０の内部において散液部１２０の回転軌跡の内側に第２コンデンサー１５０を備える。ここで、本明細書中に用いられる用語「散液部の回転軌跡」とは、散液部を構成する樋状部材が回転軸の回転によって形成し得る樋状部材の軌跡で構成される空間をいう。すなわち、図７において、第２コンデンサー１５０は２つの樋状部材１２３の間に配置されている。
　第２コンデンサー１５０は、撹拌槽１１０の外部から内部に向かって冷却水などの冷却媒体が流動する冷却主管１５０ａと、冷却主管１５０ａから分岐して当該冷却媒体が撹拌槽１１０の内部から外部に向かって流動する冷却分岐管１５０ｂ，１５０ｃとを備える。本発明の蒸発装置３００において、第２コンデンサー１５０はまた、撹拌槽１１０の内部において内壁１１１と略平行となるように（すなわち、冷却分岐管１５０ｂ，１５０ｃが、当該内壁１１１とそれぞれ略平行となるように）設けられていることが好ましい。
　さらに本発明の蒸留装置３００においては、例えば、撹拌槽１１０の内壁１１１と熱源１１２と第２コンデンサー１５０とが鉛直方向にそれぞれ略平行に設けられており、そして内壁１１１から熱源１１２までの最短距離と、熱源１１２から第２コンデンサー１５０までの最短距離とが略同一となるように設けられていてもよい。内壁１１１および第２コンデンサー１５０のそれぞれで凝縮して得られる揮発性成分の組成を互いにほぼ一定に保持することが容易となるためである。
　熱源１１２で蒸発した原料液の揮発性成分は、冷却分岐管１５０ｂ，１５０ｃにおいて冷却され、凝縮し、液滴となって冷却分岐管１５０ｂ，１５０ｃを流下する。一方、撹拌槽１１０の底部かつ第２コンデンサー１５０の下方には、第２コンデンサー１５０から落下した液滴を外部に排出するための第２揮発性成分出口１１３ｂが設けられている。第２揮発性成分出口１１３ｂの一部には真空ポンプ（図示せず）に連結した枝管１１３ａが設けられており、枝管１１３ａを通じて撹拌槽１１０が減圧される。第２コンデンサー１５０から流下した液滴が揮発性成分出口１１３ｂから外部に排出される。
　その後、揮発性成分出口１１３，１１３ｂのそれぞれから排出された揮発性成分は、必要に応じて１つにまとめられ、所定の回収タンクに収容され得る。
　本発明の蒸発装置３００もまた、従来のような内壁が加熱されるものではない。このため、蒸発装置の運転停止にあたり、撹拌槽の内壁での原料液の焼き付きを懸念することなく、当該停止を比較的短時間で行うことができる。本発明の蒸発装置３００はまた、撹拌槽内の内壁を「ワンパス」による１回の流下で通過させるような従来の蒸発装置と比較しても、装置自体の停止も容易であり、停止の際の冷却のための原料液の使用も低減することができる。
　図１０は、本発明の蒸発装置のさらに別の例を示す概略図である。
　図１０に示す蒸発装置３００ａにおいて、前述の図面と同様の参照番号を付した構成は、当該図面に示したものと同様である。
　図１０に示す本発明の蒸発装置３００ａは、図７に示す第１原料液収容部１１７ｂおよび第２原料液収容部１１７ｃに代えて、撹拌槽１１０の底部と外側隔壁部１１８ａと内側隔壁部２１８ｃとで囲まれており、濃縮液出口２１９を介して濃縮液排出管２２４と連通する、原料液収容部２１７ｂを備える。
　図１０に示す蒸発装置３００ａにおいて、原料液供給口１３１から供給された原料液は、まず液流下板１４３に接触した後、熱源１１２を流下する。ここで、原料液に含まれる揮発性成分の一部が蒸発し、残渣はそのまま熱源１１２を流下し、原料液として原料液収容部２１７ｂ内に一時的に収容される。次いで、散液部１２０の回転により、原料液収容部２１７ｂ内に収容された原料液は樋状部材１２３の下端から上端まで汲み上げられ、液流下板１４３に向かって吐出される。液流下板１４３を流下した原料液は、熱源１１２の上端から、好ましくは両面の与熱面に沿って流下し、その間に原料液中の揮発性成分のさらなる一部が気化して蒸発する。揮発性成分が蒸発した後の残渣は再び原料液として、熱源１１２をそのまま流下し、再び原料液収容部２１７ｂに収容される。そして、当該収容部２１７ｂに収容される原料液の量が増加し、そして当該原料液が収容部２１７ｂ内を完全に満たした場合、原料液は内部隔壁部２１８ｃを越える前に濃縮液として濃縮液出口２１９を介して濃縮液排出管２２４を通り、撹拌槽１１０の外部にオーバーフローにより排出することができる。
　一方、熱源１１２において気化した揮発性成分は、第１コンデンサー１１４を通じて冷却された内壁１１１にて凝集し、揮発性成分の液滴となって内壁１１１を流下する。その後、内壁１１１を流下した原料液の揮発性成分は、揮発性成分収容部１１７ａに収容され、揮発性成分出口１１３を通じて管１６１から外部に排出される。さらに、熱源１１２において気化した揮発性成分は、第２コンデンサー１５０（すなわち、冷却分岐管１５０ｂ，１５０ｃ）においても冷却され、凝縮し、液滴となって冷却分岐管１５０ｂ，１５０ｃを流下する。そして、撹拌槽１１０の底部かつ第２コンデンサー１５０の下方に設けられた第２揮発性成分出口１１３ｂを通じて、第２コンデンサー１５０から流下した液滴が第２揮発性成分出口１１３ｂから外部に排出される。
　その後、揮発性成分出口１１３，１１３ｂのそれぞれから排出された揮発性成分は、必要に応じて１つにまとめられ、所定の回収タンクに収容され得る。
　図１１は本発明の蒸発装置のさらに別の例を示す概略図である。
　図１１に示す蒸発装置３００ｂにおいて、前述の図面と同様の参照番号を付した構成は、当該図面に示したものと同様である。
　図１１に示す本発明の蒸発装置３００ｂは、図７に示す中空の熱源１１２に代えて、コイル状ヒーターで構成される熱源４１２を備える。熱源４１２がコイル状であることにより、その与熱面の面積を、図７のものと比較してより大きくすることができる。さらに、液流下板１４３から流下した原料液は、熱源４１２を構成するコイルの間も自由に移動することができる。さらに熱源４１２で蒸発した揮発性成分もまた、コイルの間を自由に移動して、第１コンデンサー１１４および第２コンデンサー１５０のいずれにおいても凝集可能となる。その結果、原料液の揮発性成分をより効率良く蒸発させることができる。
　図１２は、図７に示す本発明の蒸発装置３００を備える蒸発システムを模式的に表す図である。
　本発明の蒸発システム５００は、原料となる原料液を含む原料タンク９１０と、本発明の蒸発装置３００とを備える。さらに、図１２に示す蒸発システム５００は、これらに加えて真空ポンプ９２０も備える。
　原料液は、ポンプ９０２の駆動により、原料タンク９１０から管９０４を通って予熱器９０６で一旦予熱され、蒸発装置３００に送給される。蒸留装置３００内の熱源（図示せず）は、管９０５を通じてスチーム（ＳＴＭ）を供給することにより加熱される。蒸発装置３００にて蒸発した揮発性成分は、当該装置内の第１および第２コンデンサー（図示せず）によって凝縮する。その後、第１コンデンサーで凝縮した（より詳細には、第１コンデンサーを通じて内壁で凝縮した）揮発性成分は、揮発性成分出口（図７の１１３）を介して管１６１から外部に排出される一方、第２コンデンサーで凝縮した揮発性成分は、揮発性成分出口（図７の１１３ｂ）を介して管９２２から外部に排出される。蒸発装置３００は外部に設けられた真空ポンプ９２０により減圧される。
　このように、図１２に示す本発明の蒸発システム５００は、システム中に別途コンデンサーを設ける必要がなく、より省スペースな構成とすることができる。
　なお、図１２では、図７に示す蒸発装置３００を用いたが、本発明のシステムでは、当該蒸発装置３００の代わりに、例えば、上記に示すような本発明の蒸発装置１００，１００ａ，２００,２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂのいずれを用いてもよい。この場合、揮発性成分出口に接続される管の数は、使用する蒸発装置の種類に応じて当業者により適宜調節され得る。
　本発明の蒸発装置は、例えば、不純物を含有する液体たとえばメチルエステル、乳酸、魚油、油脂、グリセリン、などの精製および濃縮；インク、塗料、化学品などの化学製品に含まれる水、エタノール、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ヘキサン、トルエン、アセトン、エチレングリコールなどの除去；塗料および樹脂製造分野に使用するモノマーおよびポリマーなどから揮発性の不純物の除去；において有用である。
　１００，２００，３００　　　　　　蒸発装置
　１１０　　　　　　　　　　　　　　撹拌槽
　１１１　　　　　　　　　　　　　　内壁
　１１２，１１２ａ，３１２，４１２　熱源
　１１３，１１３ｂ　　　　　　　　　揮発性成分出口
　１１４　　　　　　　　　　　　　　第１コンデンサー
　１１５　　　　　　　　　　　　　　濃縮液出口
　１１７ａ　　　　　　　　　　　　　揮発性成分収容部
　１１７ｂ　　　　　　　　　　　　　第１原料液収容部
　１１７ｃ　　　　　　　　　　　　　第２原料液収容部
　１１８ａ　　　　　　　　　　　　　外側隔壁部
　１１８ｂ　　　　　　　　　　　　　中間隔壁部
　１１８ｃ　　　　　　　　　　　　　内側隔壁部
　１２０　　　　　　　　　　　　　　散液部
　１２１　　　　　　　　　　　　　　回転軸
　１２２　　　　　　　　　　　　　　取付具
　１２３　　　　　　　　　　　　　　樋状部材
　１２６　　　　　　　　　　　　　　流路
　１３１　　　　　　　　　　　　　　原料液供給口
　１４０　　　　　　　　　　　　　　モーター
　１５０　　　　　　　　　　　　　　第２コンデンサー
　５００　　　　　　　　　　　　　　蒸発システム

Claims (9)

  1. 　原料液供給口、揮発性成分出口および濃縮液出口を備え、かつ原料液を収容する、撹拌槽と、
    　該撹拌槽の内部に設けられた熱源と、
    　該撹拌槽内に設けられておりかつ該熱源に該原料液を流下する、散液部と、
    　該撹拌槽の外周に設けられておりかつ該撹拌槽の内壁を冷却する、第１コンデンサーと、
    を備える、蒸発装置であって、
    　ここで、
    　該撹拌槽が、該原料液の揮発性成分を収容する揮発性成分収容部であって、該撹拌槽の底部と該内壁と外側隔壁部とで囲まれておりかつ該揮発性成分出口と連通する、揮発性成分収容部を備え、そして
    　　該散液部が、回転軸と、該回転軸の回転に伴って該原料液を該撹拌槽の下方から上方に向かって流動する流路を有しかつ該回転軸に装着されている、少なくとも１つの樋状部材とから構成されている、蒸発装置。
  2. 　前記撹拌槽が：
    　　前記熱源から流下した前記原料液を収容する第１原料液収容部であって、該撹拌槽の前記底部と前記外側隔壁部と中間隔壁部とで囲まれておりかつ前記濃縮液出口と連通する、第１原料液収容部；および
    　　該第１原料液収容部からオーバーフローした該原料液を収容する第２原料液収容部であって、該撹拌槽の該底部と該中間隔壁部と内側隔壁部とで囲まれている、原料液混合物収容部；
    　を備え、そして
    　該揮発性成分収容部と、該第１原料液収容部と、該第２原料液収容部とが、該撹拌槽の該底部の外縁から中心に向かってこの順に配置されている、請求項１に記載の蒸発装置。
  3. 　前記撹拌槽が：
    　　前記熱源から流下した前記原料液を収容する原料液収容部であって、該撹拌槽の前記底部と前記外側隔壁部と内側隔壁部とで囲まれておりかつ前記濃縮液出口と連通する、原料液収容部；
    　を備え、そして
    　該揮発性成分収容部と、該原料液収容部とが、該撹拌槽の該底部の外縁から中心に向かってこの順に配置されている、請求項１に記載の蒸発装置。
  4. 　さらに、前記撹拌槽の前記内部において、前記散液部の回転軌跡の内側に第２コンデンサーを備える、請求項２または３に記載の蒸発装置。
  5. 　前記撹拌槽の前記底部において、前記第２コンデンサーの下方に第２揮発性成分出口が設けられている、請求項４に記載の蒸発装置。
  6. 　前記撹拌槽の前記内壁と前記熱源と前記第２コンデンサーとが鉛直方向にそれぞれ略平行に設けられており、そして該内壁から該熱源までの最短距離と、該熱源から該第２コンデンサーまでの最短距離とが略同一である、請求項５に記載の蒸発装置。
  7. 　前記第２原料液収容部に、前記内側隔壁部の上端部より低い位置に開口する原料液排出管が設けられている、請求項２に記載の蒸発装置。
  8. 　前記樋状部材が、前記回転軸の軸方向に対して垂直な方向に延びる取付具を介して該回転軸に複数装着されており、該樋状部材のそれぞれと該取付具との間の角度が略均等である、請求項１から７のいずれかに記載の蒸発装置。
  9. 　原料液を含む原料タンクと、
    　該原料タンクから供給される該原料液を処理する、請求項１から８のいずれかに記載の蒸発装置と、
    　を備える、蒸発システム。
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