JPH0611361B2 - 加圧式凍結濃縮装置の運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明方法による使用する装置は各種の飲料液や薬液、
あるいはその他の濃厚液を凍結、加圧により製造するの
に使用する。

［従来技術］ 溶液を凍結して氷晶化した後氷晶を加圧して氷晶中の濃
度の大なる溶質を氷晶から分離し、濃厚液を得る装置は
開発されている。

液体は、一般的には濃度が大であると凝固点（凍結点）
が降下し、生成された氷晶の硬度も大となる。

溶液（母液）を速やかに凍結せしめて氷晶化するには冷
却媒体の温度を一段と下げればよいわけであるが、生成
された氷晶は硬度の大なるものとなっている。

加圧式凍結濃縮装置では、氷晶が加圧筒内を抗張線材に
より強制的に通過させられるので、氷晶の硬度が大であ
ると、牽引速度を遅くせねばならず、非能率的であり、
かといって牽引速度を上げると、抗張線材やその駆動装
置に過大負荷が掛り、故障の原因となるが、この点を従
来の装置は解決していなかつた。

［本発明の目的］ 本発明は、加圧式凍結濃縮装置において、母液は極めて
低い温度の冷却媒体により速やかに氷晶化され、したが
って氷晶は硬度も大となっているが、加圧部に入る前に
は適度に軟化されていて、加圧部を支障なく通過でき、
氷晶の牽引速度を無理なくアップできて、濃厚液の製造
能力を向上させることができるようにした。

［本発明の手段］ 本発明に係る加圧式凍結濃縮装置の運転方法は、母液容
器を上部に有する垂直な冷却用シリンダの下部に、下細
りのテーパー孔を有する加圧筒を断熱筒体を介して接続
し、前記テーパー孔に濃厚液回収用のドレンパイプを接
続し、氷晶牽引用のエンドレスな抗張線材が前記母液容
器、シリンダ内、断熱筒体内、加圧筒内を通って回送さ
れ、しかも前記冷却用シリンダは、母液を凍結させるた
めの冷却媒体がそれぞれ供給される各ジャケットよりな
る上部冷却部と下部冷却部とで構成されてなる装置にお
いて、定常運転時においては下部冷却部に、氷晶の加圧
条件に適するよう上部冷却部よりも若干高目の温度の冷
却媒体を供給することを特徴とする。

［実 施 例］ 本発明の実施例を添付図面に示す一具体例によって説明
する。

第１図は本発明に使用する装置の全体図で、上部に母液
用容器１を有する冷却部たる垂直シリンダ２の下部に、
加圧部たる下細りのテーパー孔を有する加圧筒３を接続
してあり、シリンダ２と加圧筒３とは両者のフランジ
４、５間に断熱筒体６を介在せしめて接続してある。

また、加圧筒３の下部にはドレン用バルブＶを底に有す
る槽７を設けてあり、エンドレス回送させられるチエン
等の抗張線材８が、前記母液容器１の底の孔からシリン
ダ２、加圧筒３内を通って槽７に入り、中のホイール９
で反転上昇し、ドライブホイール10にて駆動されて、中
間ガイドホイール11、12を経て供給ホイール13から前述
のごとく母液容器１、シリンダ２へ送られるようになっ
ており、抗張線材の移動速度は毎分約20mm程度である。

前記シリンダ２には上下二つの冷却部たるジャケット1
4、15を設けてあり、16aおよび17aは各冷却媒体用の入
口、16bおよび17bは各同出口を示す。

上下のジャケット14、15には母液を凍結させるためのマ
イナス温度の冷却媒体が供給されるが、始動前、すなわ
ち抗張線材が駆動される前には下部ジャケットに-15〜-
30℃の冷却媒体が供給され、シリンダ内を流れる母液ま
たは水を速やかに凍結させて、氷によりシリンダ内下部
を閉塞せしめる。

この氷による閉塞後、シリンダ内の上部空間に母液が供
給され、抗張線材も駆動されて定常運転に入るが、定常
運転には上部ジャケットに-15〜-30℃の冷却媒体が供給
される反面、下部ジャケットには-3〜-10℃に高められ
た冷却媒体が供給されるようになっている。

また、加圧体たる前記加圧筒３にもジャケット18を設け
てあって、このジャケットにはプラスサイドの２〜５℃
の冷却媒体が供給され、符号19a、19bは流体用の各入
口、出口を示す。

前記加圧筒３の上面、すなわちテーパー孔の上部には濃
厚液回収用のドレンパイプ20を接続してある。

この装置では、母液容器１からのシリンダ２内の溶液
は、シリンダのジャケットを流れる冷却媒体により凍結
されて氷晶21となり、抗張線材８に結合する。

抗張線材８はシリンダ２内を降下するように駆動され、
これにより氷晶も降下させられる。

抗張線材と一緒にシリンダを通過した氷晶は次ぎの加圧
筒３に入り、加圧筒のテーパー孔内面によって圧搾さ
れ、加圧される。

この加圧により氷晶の凝固点が低下して、氷晶は溶質濃
度の高い部分から融解し、融解した濃厚液は氷晶に加わ
る圧力の高い部位から圧力の低い方、すなわちテーパー
孔の下部側から上部の入口側へ移動して、ドレンパイプ
20から図示を省略した回収容器内に回収される。

また、シリンダ２にはそれぞれジャケットよりなる上部
冷却部14、下部冷却部15を設けてある。

本発明方法は上述した装置において、定常運転時には、
上部冷却部には-15〜-30℃の極めて低い温度の冷却媒体
を、下部冷却部には-3〜-10℃の冷却媒体を供給して、
下部冷却部の温度を上部冷却部よりも高くせしめる。

かくすることにより、シリンダ内に流入した母液は上部
冷却部14により短時間のうちに氷晶化され、氷晶は低温
度のため硬度の大なるものとなっているが、加圧部へ牽
引される前に、下部冷却部15にて若干加温されるので、
氷晶の下部の硬度は小となり、加圧部のテーパー孔内を
過大な抵抗が掛ることなく通過させられる。

なお、定常運転に入る前にシリンダ内の下部を閉塞する
必要があるが、それは次ぎのようにして行なう。

この初期閉塞は、下部冷却部に-15〜-30℃の低い冷却媒
体を供給し、シリンダ内には少量ずつ母液を供給して凍
結せしめることにより氷を成長させ、遂にはシリンダ内
の下部を氷によって詰まらせて行なう。

この閉塞後に前述した定常運転に入る。

［効 果］ 上述したように、本発明によれば、シリンダ内に供給さ
れた母液は上部冷却部により速やかに氷晶化され、この
氷晶は硬度が大となっているが、加圧部に入るときには
下部冷却部により適度に加温されて硬度が小となってい
るので、加圧部を過大な抵抗が掛ることなく通過させら
れる。

したがって、加圧式凍結濃縮装置における氷晶液牽引装
置に過大負荷が掛ることはなく、牽引装置が故障するの
を防止できるとともに、氷晶の牽引速度をアップするこ
とができ、濃厚液をスムーズかつ速やかに氷晶から分離
できて、加圧式凍結濃縮装置の濃縮液製造能力を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する装置の一例を示す正面図、第
２図は一部拡大縦断面図である。 図 中 １……母液容器 ２……冷却用シリンダ ３……加圧筒 ４，５……フランジ ６……断熱筒体 ７……槽 ８……抗張線材 ９〜１３……ホイール 14〜15……冷却部たるジャケット 18……加圧筒のジャケット 20……濃厚液回収用ドレンパイプ 21……氷晶

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】母液容器を上部に有する垂直な冷却用シリ
   ンダの下部に、下細りのテーパー孔を有する加圧筒を断
   熱筒体を介して接続し、前記テーパー孔に濃厚液回収用
   のドレンパイプを接続し、氷晶牽引用のエンドレスな抗
   張線材が前記母液容器、シリンダ内、断熱筒体内、加圧
   筒内を通って回送され、しかも前記冷却用シリンダは、
   母液を凍結させるための冷却媒体がそれぞれ供給される
   各ジャケットよりなる上部冷却部と下部冷却部とで構成
   されてなる装置において、定常運転時においては下部冷
   却部に、氷晶の加圧条件に適するよう上部冷却部よりも
   若干高目の温度の冷却媒体を供給することを特徴とする
   加圧式凍結濃縮装置の運転方法。