JPH02233103A - 薄膜式蒸発濃縮装置 - 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】 く産業上の利用分野〉 開示技術は食品や医薬品、肥料等の製品を得るに際し、
高粘性の原料液を一方側から供給し、加熱作用により揮
発分を蒸発させ、攪拌ブレードにより攪拌混合作用を与
えて高度に濃縮させ、粉末化して製品として排出するこ
とができるようにした装置の構造技術分野に属する。

〈要旨の概要〉 而して、この出願の発明は高粘性の原料液を供給し、濃
縮して製品として排出するプロセスに於で、被処理物の
原料液を薄膜式に形成させて加熱反応に加えて混合攪拌
作用を与えて蒸発作用を介し、濃縮プロセスを経て粉末
状態までに濃縮して製品として得ることが出来る薄膜式
蒸発濃縮装置であって、外側には熱交換用のジャケット
を装備すると共に、高粘性原料液等の被処理物の供給部
を一方側に、粉末の製品の排出部を他方側に有するシリ
ンダにシャフトが軸装され該シャフトにはその軸方向所
定間隔で所定段数複数の攪拌ブレードが周方向スイング
自在に設けられ、その先端をシリンダの内面へ微小クリ
アランスを介して近接させて、濃縮効果が高められるよ
うにされている薄膜式蒸発濃縮装置に関する発明であり
、特に、上記シャフトに対する取合は攪拌ブレードの基
部をピンを介してブレードホルダにスイング自在に設け
、攪拌ブレードのシリンダ内面への稼動中の微小クリア
ランスを組付時に調整することが出来るシム等の調整体
が介装されている薄膜式蒸発濃縮ＶｃＭに係る発明であ
る。

〈従来技術〉 周知の如く、市民生活が向上すると、各種の製品が大量
、少量に取り扱われるようになり、したがって、これら
の商品の安定供給が望まれると共に、その高精度の品質
が強く求められるようになってきている。

これらの商品の中には農産物、海産物等の一次製品も多
いが、二次加工ざれた食品、薬品、化粧品等の商品も各
種のものが流通している。

そして、これらの二次加工商品の中には、例えば、キャ
ンディやクリーム、薬品等の商品も多く、これらの中に
はゼリー状のものもあるが、果実、野菜ピューレ、たれ
、スープ等の液状品もあり、又、クリーム状のものもあ
り、更には、顆粒状の樹脂製品や薬品等もあり、これら
の特殊性状の製品の製造過程はコスト、及び、製品精度
の点から好ましくはその工数が少く、安易な取り扱い処
理が望まれている。

而して、これに対処するに、物理化学的な熱交換を介し
熱反応を行う反応装置が開発ざれて採用ざれ実用化ざれ
ているが、例えば、第７、８図に示す様な境模式熱交換
反応装置１にあっては外側に熱交換用のジャケット２を
有するドラムタイプのシリンダ３を設け、その前後端壁
面にベアリング５、メカニカルシール６を介してモータ
７に連結ざれた軸８にシャフト９を一体的に設け、所定
数のブレード１１、１１・・・を径方向にスイング自在
に設けてシリンダ３の内周面にその遠心力により周方向
スライド自在に回転させるようにし、シリンダ３の一方
側の供給口１２により所定の高粘性の原料液１３を供給
し、ブレード１１、１１・・・により混合潰拌しながら
その遠心力を介しシリンダ３の内周面との間に薄膜状の
境膜を形成させて、ジャケット２に対する高温熱媒体１
５を供給口１４より供給して物理化学的な熱交換を行っ
て可及的速やかに熱反応を行ってより更に高粘性にした
り、熱変成により顆粒状に変化させてシリンダ３の他側
に設けた排出口１７より製品１８として取り出すように
していた。

〈発明が解決しようとする課題〉 きりながら、かかる在来態様の境膜式熱交換反応装置１
では熱交換を行うジャケット２がシリンダ３の外側に１
ユニット設けられているために、製品によって迅速な熱
変化、例えば、高温熱媒体、低温熱媒体の切り換え、或
は、急激な熱勾配を有する熱交換が出来ないことから、
これらの熱履歴を有する製品が得られない欠点があり、
又、ロー夕が複段のブレード１１、１１・・・によるシ
リンダ３の内周面に対する摺動であるために、連続的な
反応がし難いという難点があり、又、シリンダ３内部の
ロータの構造が著しく複雑でプレート１１とシリンダ３
内周面との取合いが極めて難しく、熟練を要するきらい
がおり、初期組み付け製造において煩瑣な作業を要し、
結果的にコスト高になり、又、保守点検整備等のメンテ
ナンスもし難いというサービス性に劣る不都合さがあっ
た。

そして、これらのネックにより製品コストに跳杓返る不
利点があり、又、ジャケット２による温度管理制御が極
めてデリケートで難しいという不具合があった。

これに対し、出願人等により鋭意開発研究がなされて第
９、１０，１１示すような薄膜式蒸発濃縮装置１′が開
発ざれ、攪拌ブレード１１′をシャフト９に対してブレ
ードホルダ１０’を介して取付け、攪拌ブレード１１′
　はブレードホルダ１０’　に対しピン２２で枢支し、
該攪拌ブレード１１′をスイング自在にし、第１１図に
示す様に、その先端がシリンダ３の内面に対し微小クリ
アランス２１、２１′を形成することが出来るようにし
て、稼動中における装置１′内を流過する被処理物を薄
膜式に形成させてジャケット２による加熱を介しての蒸
発と加熱作用を向上させると共に、混合攪拌作用をも効
果的に付与するようにして濃縮効率が上げられるように
し、排出口１７からの製品１８′　については高濃縮の
結果粉末状態とすることまで出来るようになってきた。

しかしながら、核種薄膜式蒸発濃縮装置１′においては
、前述境膜式濃縮装置の問題点は解決されるものの、次
のような新たな問題が生じてきた。

即ち、供給される被処理物に対する濃縮の度合は高けれ
ば高い程当然のことなから残漬量も減少し、当該残漬物
の廃棄処理対策も容易に行え、溶剤等の有効再利用等も
促進される効果がおるが、かかる効果は当然のことなが
ら、高濃縮を図る薄膜式の濃縮効率、即ち第１１図に示
す攪拌ブレード１１′先端とシリンダ３内面との微小ク
リアランス２１の設計通りの形成が極めて重要にあずか
ってくることがわかってきた。

きりながら、当該薄膜式蒸発濃縮装置１′は機械加工が
なされ、又、特定部品も多い為にそれぞれの製作や組付
時の誤差が生じ、許容範囲を越えると、設計通りの高濃
縮が得られないという不具合があり、又、設計通りの微
小クリアランスを保持するには組付けやメンテナンスの
うえで高度の熟練を要し、装置の製作コストが高くつき
実稼動に徴し難いという不都合さが生じてきた。

〈発明の目的〉 この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく境膜式濃
縮装置等の問題点をクリアーした基本的な薄膜式蒸発濃
縮装置の問題点を解決すべき技術的課題とし、本来的な
薄膜式蒸発濃縮の利点をフルにいかすことが出来、設計
通りの濃縮粉末製品を得られるようにして化成品製造産
業における化学機械装置の利用分野に益する優れた薄膜
式蒸発濃縮装置を提供せんとするものである。

く課題を解決するための手段・作用〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの発
明の構成は前述課題を解決するために、薄膜式蒸発濃縮
装置を作成するに際し、駆動装置に連結した回転軸に一
休延設するシャフトの軸方向所定部位に面取り部を形成
し、該面取り部にブレードホルダを所定の微小厚さのシ
ム等の調整体を介装してブレードホルダを取付けし、該
ブレードホルダにビンを介して攪拌ブレードをスイング
自在に枢支し、攪拌ブレードの先端をしてシリンダの内
面に設定微小クリアランスを形成させて所定の被処理物
を供給部より供給し、シリンダの外側のジャケットには
熱交換流体を供給して熱交換を行いながら被処理物を流
過させると、該被処理物はシリンダの内面に於で回転す
る攪拌ブレードによりシリンダ内面に薄膜式に流過して
加熱混合攪拌がなされて蒸発が促進ざれると共に、高濃
縮が行われて排出部近郊においては粉末化された製品と
ざれるようにした技術的手段を講じたものである。

〈実施例〉 次に、この出願の発明の実施例を第１乃至６図に基づい
て説明すれば以下の通りである。

第１乃至３図に示す実施例に於で、１０′　はブレ−ド
ホルダであり、攪拌ブレード１１′をシャフト９にスイ
ング自在に取付けるものであり、該シャフト９の所定部
位の軸方向に沿って所定サイズのフラットな面取り部９
′が形成ざれ、ブレードホルダ１０’基部の座１０’が
ボルト２３により締結固定ざれるようにされており、ビ
ン２２を介し攪拌ブレード１１′がスイング自在に取付
けられてその先端とシリンダ３との間に前述した如く、
稼動中における高濃縮用の微小クリアランス２１がΔｈ
だけ設計通りに形成することが出来るようにざれており
、その際、シャフト９の面取り９′の機械加工により、
及び、ブレードホルダ１０′の座１０’の機械加工仕上
げにより差が生じて微小クリアランスにバラツキが生ず
る虞がおるためにこの出願の発明においては、座１０’
のシャフト９の面取り部９′に対するボルト２３を介し
ての取合いにおいて、両者の間に調整体としてのシム２
４を介装させて設計通りの微小クリアランス２１がΔｈ
形成することができるようにざれている。

尚、該調整体としてのシムは当該第３図に示す実施例の
如く１枚であっても良いが、予め厚みサイズの異なる数
種類のシム２４を用怠しておいて組付時の計測により設
計通りの微小クリアランス２１Δｈが形成ざれるように
選択使用することは勿論のことであるが、第４図に示す
様に、厚みの異なるシム２４’　、２４’　、２４’を
複数枚合せて選択して最適設計通りの微小クリアランス
Δｈを形成することが出来るようにすることは勿論のこ
と、又、第５図に示す様に厚ざの若しく薄いシムと厚さ
の著しく厚いシムとを組合せるようにしても良く、更に
は第６図に示す実施例の如く、ブレードホルダ１０′の
座１０’に予め厚みの異なるものを用意してこれとシム
２４′　との組合せ選択により、攪拌ブレード１１′　
とシリンダ３との内面との間の微小クリアランス２１Δ
ｈを最適なものにするようにすることが可能である。

このような調整体としてのシム２４をシャフト９の面取
り部９′とブレードホルダ１０’　との座１０’との間
に介装して、ボルト２３により締付けて該ブレードホル
ダ１０’　にピン２２を介して攪拌ブレード１１′をス
イング自在に取付けることにより、稼動中における攪拌
ブレード１１′の先端とシリンダ３の内面との間の微小
クリアランス２１のΔｈは設計通りの微小クリアランス
に形成ざれて、供給口１２から供給ざれる溶剤等の被処
理物２３はシリンダ３内の濃縮処理部内に於で排出口１
７へ流過される間に流過する加熱流体により加熱ざれ、
又、攪拌ブレード１１’　、１１’・・・により攪拌混
合され、先端とシリンダ３の内面との間の微小クリアラ
ンス２１により蒸発作用を促進され、高濃縮ざれ、終期
プロセスにおいては粉末化ざれて製品１８′　として取
り出ざれる。

又、蒸発分は蒸発口１９から蒸発物２０として排出され
ていく。このようにすることにより、例えば、被処理物
として自動車の塗装工程における廃棄溶剤の濃縮の比較
を行った実験データを次の表に示す。

廃棄溶剤の高濃度比較表 当該比較表のデータに示す通り、従来態様に比しこの出
願の発明によれば、この程度に処理能力を有する場合に
おいて濃縮度は比較的に向上し、残渣量は２００Ｋｇも
減少し、作業員も少なく悪臭もほとんどなく、安全に高
能率に作業が行え、回収溶剤も多くなり、コストダウン
も図れ、又、残渣は粉末化されているために、例えば、
増量材として売却することが出来、従来焼却処理しか行
えなかった残渣に対しても焼却費用がかがるどころか売
却利益が得られて経費的にもプラスすることが分る。

尚、この発明の実！態様は上述実施例に限るものでない
ことは勿論であり、例えば、調整体としてはシムを厚さ
方向にテーバー状に形成する等種々の態様が採用可能で
ある。

く発明の効果〉 以上、この出願の発明によれば、熱交換しながら供給さ
れた被処理物を高濃縮にさせて、溶剤分等を蒸発させて
粉末化させて製品として得られる薄膜式蒸発濃縮装置に
おいて、高濃縮プロセスにおける粉末化に極めて重要に
かかわりあいを有する攪拌ブレードの遠心力を介しての
シリンダ内面に対するスイング自在な先端微小クリアラ
ンスの形成が攪拌ブレードをブレードホルダを介してシ
ャフ１〜に組付ける取合部に於でシム等の調整体を介装
させることにより、熟練を要することなく、攪拌ブレー
ドのシリンダ内面に対する稼動中の微小クリアランスを
設計通りに正確に形成し、設計通りの攪拌蒸発による高
濃縮を介しての粉末化が得られるという優れた効果が奏
される。

したがって、供給する被処理物の溶剤分離効率が良く回
収しての再利用率が高くなり、それだけコストダウンが
図れ、残清但が少なくなって確実に粉末化され、従来の
粘性の高い泥状の残渣ではなく、そのため焼却等せず、
増量材等として再利用出来、販売商品にさえ出来、焼却
に要する費用が削減されるばかりでなく利１ｑにすらな
るという利点がある。

又、稼動中における攪拌ブレードのスイング自在な回転
に伴うシリンダ内面の微小クリアランスが常に安定して
得られるために、設計通りの薄膜式蒸発が行なわれて高
溌縮の粉末が１ｑられて従来の粘性の高い残漬と異なり
、焼却等必要がなくなり、焼却費も削減ざれ、むしろ、
増量材等として商品化して利得が得られて利益を生ずる
という利点もある。

又、シム等の調整体もブレードホルダとシャフトとの間
に介装することにより極めて微妙な微小クリアランスが
設計通りに形成することが出来るのみならず、稼動中に
おける微小クリアランスの変動もなく、安定した薄膜式
蒸発濃縮が行えるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１乃至１０図はこの出願の発明の実施例の説明図でお
り、第１図は１実施例の拡大横断面図、第２図は同部分
拡大側面図、第３図はブレードホルダとシャフトの取合
部分拡大断面図、第４、５、６図は他の実施例の第３図
相当拡大断面図、第９図は装置全体の縦断面図、第１０
図は同横断面図、第７図は従来技術に基づく実施装置の
縦断面図、第８図は同横断面図、第１１図は攪拌ブレー
ドとシリンダ内而の微小クリアランスの側面図でおる。 第３図 第４図 ２・・・ジャケット、　　１３・・・被処理物、１２・
・・供給部、　　　１７・・・排出部、１８′・・・製
品、　　　　３・・・シリンダ、１０・・・シャフト、
　１１′　・・・攪拌ブレード、１′・・・薄膜式蒸発
濃縮装置、 ２１・・・微小クリアランス、　１４・・・調整体（シ
ム）、１０’・・・ブレードホルダ、　　９′・・・面
取り部、第５図 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ジャケットを外装すると共に被処理物供給部と製
   品排出部を有するシリンダに軸装したシャフトに、該シ
   リンダ内面へ先端を近接する攪拌ブレードがスイング自
   在に軸方向複数枢設されている薄膜式蒸発濃縮装置にお
   いて、上記シャフトと攪拌ブレードとの取合部に該攪拌
   ブレードとシリンダ内面との間の稼動中の微小クリアラ
   ンスを組付時に調整する調整体が介装されていることを
   特徴とする薄膜式蒸発濃縮装置。
2. （２）上記調整体がシムであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の薄膜式蒸発濃縮装置。
3. （３）上記シムがシャフトとブレードホルダとの間に介
   装されていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の薄膜式蒸発濃縮装置。
4. （４）上記シャフトのブレードホルダ取付部に面取りが
   形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第３項
   記載の薄膜式蒸発濃縮装置。