JPH078704A - 真空濃縮装置 - Google Patents
真空濃縮装置Info
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- JPH078704A JPH078704A JP5182142A JP18214293A JPH078704A JP H078704 A JPH078704 A JP H078704A JP 5182142 A JP5182142 A JP 5182142A JP 18214293 A JP18214293 A JP 18214293A JP H078704 A JPH078704 A JP H078704A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バキュームパン式真空蒸発缶、減圧蒸気発生
器およびヒートポンプを組み合わせることにより、熱効
率が高く、操作の安定性に優れランニングコストが安
く、しかも６０℃以下の低温で原液を濃縮することがで
きる真空濃縮装置を提供する。 【構成】 バキュームパン式真空蒸発缶の下部外周に付
設したスチームジャケット４に減圧蒸気を導入すること
により蒸発缶１内の原液を間接的に潜熱加熱する。蒸発
缶１内の原液は、真空蒸発缶１の濃縮部２において低温
沸騰して濃縮される。この原液加熱用の減圧蒸気は減圧
蒸気発生器２０内の水をヒートポンプ３０の加熱源によ
って加熱することにより得られる。一方、真空蒸発缶１
内にて発生した蒸気はベーパーコンデンサ３においてヒ
ートポンプ３０の冷熱源によって冷却凝縮され、ドレイ
ンとして系外に取り出される。製品の濃縮液は濃縮液取
出し管路１４よりポンプ６によって系外に取り出され
る。
器およびヒートポンプを組み合わせることにより、熱効
率が高く、操作の安定性に優れランニングコストが安
く、しかも６０℃以下の低温で原液を濃縮することがで
きる真空濃縮装置を提供する。 【構成】 バキュームパン式真空蒸発缶の下部外周に付
設したスチームジャケット４に減圧蒸気を導入すること
により蒸発缶１内の原液を間接的に潜熱加熱する。蒸発
缶１内の原液は、真空蒸発缶１の濃縮部２において低温
沸騰して濃縮される。この原液加熱用の減圧蒸気は減圧
蒸気発生器２０内の水をヒートポンプ３０の加熱源によ
って加熱することにより得られる。一方、真空蒸発缶１
内にて発生した蒸気はベーパーコンデンサ３においてヒ
ートポンプ３０の冷熱源によって冷却凝縮され、ドレイ
ンとして系外に取り出される。製品の濃縮液は濃縮液取
出し管路１４よりポンプ６によって系外に取り出され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、果汁、酵素、
天然色素、天然香料、イースト抽出液、蛋白溶液、有機
酸、天然調味料、核酸、医薬品等を濃縮したり、低沸点
溶液から溶剤を回収するために用いられる比較的低温で
原液を加熱蒸発により濃縮するための真空濃縮装置に関
し、特に、ヒートポンプと組み合わせることによって極
めて高い熱効率を得ることのできる真空濃縮装置に関す
るものである。
天然色素、天然香料、イースト抽出液、蛋白溶液、有機
酸、天然調味料、核酸、医薬品等を濃縮したり、低沸点
溶液から溶剤を回収するために用いられる比較的低温で
原液を加熱蒸発により濃縮するための真空濃縮装置に関
し、特に、ヒートポンプと組み合わせることによって極
めて高い熱効率を得ることのできる真空濃縮装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】比較的低温で原液を濃縮するための濃縮
装置としては、従来、温水加熱による濃縮装置が用いら
れている。しかし、温水加熱による濃縮装置は通常加熱
源として飽和水蒸気が用いられているので装置の立ち上
がりの時間が長く、また温度設定の変更に長時間を要す
るという欠点がある。装置の立ち上がり時間を短縮させ
るために減圧蒸気加熱による真空濃縮装置が開発され
た。この装置は１５０〜１１００Ｔｏｒｒの減圧下で飽
和蒸気を発生させ、この蒸気の潜熱によって原液を間接
加熱するものである。
装置としては、従来、温水加熱による濃縮装置が用いら
れている。しかし、温水加熱による濃縮装置は通常加熱
源として飽和水蒸気が用いられているので装置の立ち上
がりの時間が長く、また温度設定の変更に長時間を要す
るという欠点がある。装置の立ち上がり時間を短縮させ
るために減圧蒸気加熱による真空濃縮装置が開発され
た。この装置は１５０〜１１００Ｔｏｒｒの減圧下で飽
和蒸気を発生させ、この蒸気の潜熱によって原液を間接
加熱するものである。
【０００３】上記した従来公知の真空濃縮装置は装置の
立ち上がり時間が短く、設定温度の変更も容易でしかも
異常昇温等なく安定性が高いが、真空ポンプまたはエジ
ェクタを使用して蒸気を吸引するため蒸気のロスが大き
く、システム構成機器が多いためメンテナンスに多大の
労力を要する。さらに、蒸気圧を１５０Ｔｏｒｒ以下に
設定することは困難であるので、加熱蒸気の温度を６０
℃以下することはできず、熱に弱い果汁、酵素、天然色
素、天然香料、イースト抽出液、蛋白溶液、有機酸、天
然調味料、核酸、医薬品等を加熱濃縮する用途には使用
できないと共に、設定温度の調節精度も±１〜３℃と比
較的にラフである等の多くの欠点を有している。
立ち上がり時間が短く、設定温度の変更も容易でしかも
異常昇温等なく安定性が高いが、真空ポンプまたはエジ
ェクタを使用して蒸気を吸引するため蒸気のロスが大き
く、システム構成機器が多いためメンテナンスに多大の
労力を要する。さらに、蒸気圧を１５０Ｔｏｒｒ以下に
設定することは困難であるので、加熱蒸気の温度を６０
℃以下することはできず、熱に弱い果汁、酵素、天然色
素、天然香料、イースト抽出液、蛋白溶液、有機酸、天
然調味料、核酸、医薬品等を加熱濃縮する用途には使用
できないと共に、設定温度の調節精度も±１〜３℃と比
較的にラフである等の多くの欠点を有している。
【０００４】これらの欠点を改善すべく、最近、ヒート
ポンプと真空蒸発装置とを組み合わせて、６０℃以下の
加熱温度で使用可能な真空濃縮装置が提案された。この
装置は、特開平５−５７１０１号公報に記載のごとく、
写真処理廃液等を蒸発濃縮するために開発されたもので
あって、エジェクタによって減圧に保たれた真空濃縮装
置の濃縮釜の中にヒートポンプのコイル状の凝縮器を配
置して減圧下で廃液を加熱し、蒸発した水分は濃縮釜の
周囲に設けた冷却室にてヒートポンプのコイル状の蒸発
器で冷却して凝縮し、ドレーンとして系外に取り出すよ
うにしたものである。
ポンプと真空蒸発装置とを組み合わせて、６０℃以下の
加熱温度で使用可能な真空濃縮装置が提案された。この
装置は、特開平５−５７１０１号公報に記載のごとく、
写真処理廃液等を蒸発濃縮するために開発されたもので
あって、エジェクタによって減圧に保たれた真空濃縮装
置の濃縮釜の中にヒートポンプのコイル状の凝縮器を配
置して減圧下で廃液を加熱し、蒸発した水分は濃縮釜の
周囲に設けた冷却室にてヒートポンプのコイル状の蒸発
器で冷却して凝縮し、ドレーンとして系外に取り出すよ
うにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開平５
−５７１０１号公報に記載の公知の真空濃縮装置は、加
熱源となるヒートポンプのコイル状の凝縮器を真空釜の
中に配置して、廃液を直接加熱しているので、特に、粘
度の高い原液を濃縮するときはコイル状の凝縮器の表面
に付着し、焦げ付いたり、また、伝熱を阻害して熱交換
効率を低下させるという欠点がある。また、原液に対す
る伝熱は自然対流によっているので、伝熱効率が悪く、
特に粘度の高い原液の場合は部分的に過熱され、品質を
悪化させたり、焦付を発生させる恐れがある。
−５７１０１号公報に記載の公知の真空濃縮装置は、加
熱源となるヒートポンプのコイル状の凝縮器を真空釜の
中に配置して、廃液を直接加熱しているので、特に、粘
度の高い原液を濃縮するときはコイル状の凝縮器の表面
に付着し、焦げ付いたり、また、伝熱を阻害して熱交換
効率を低下させるという欠点がある。また、原液に対す
る伝熱は自然対流によっているので、伝熱効率が悪く、
特に粘度の高い原液の場合は部分的に過熱され、品質を
悪化させたり、焦付を発生させる恐れがある。
【０００６】このように加熱コイルヒータ内蔵の真空蒸
発缶であるので、飛沫同伴が増え、製品の収率を低下さ
せると共に、特に泡の出やすい原液の場合は突沸等を起
こしやすく、その結果、不均一加熱による品質の低下
と、原液流出による収率の大幅な低下を招くことがあ
る。さらに、加熱源にはヒートポンプの凝縮器を使用し
ているが、その熱媒体として通常使用されるフロンの蒸
発潜熱は比較的に低い（例えば、３５℃におけるフロン
２２の蒸発潜熱は４１ｋｃａｌ／ｋｇ、水の蒸発潜熱は
５７７ｋｃａｌ／ｋｇ）ので、原液の単位時間当たりの
処理量をあまり上げることはできない。
発缶であるので、飛沫同伴が増え、製品の収率を低下さ
せると共に、特に泡の出やすい原液の場合は突沸等を起
こしやすく、その結果、不均一加熱による品質の低下
と、原液流出による収率の大幅な低下を招くことがあ
る。さらに、加熱源にはヒートポンプの凝縮器を使用し
ているが、その熱媒体として通常使用されるフロンの蒸
発潜熱は比較的に低い（例えば、３５℃におけるフロン
２２の蒸発潜熱は４１ｋｃａｌ／ｋｇ、水の蒸発潜熱は
５７７ｋｃａｌ／ｋｇ）ので、原液の単位時間当たりの
処理量をあまり上げることはできない。
【０００７】また、この公知の真空濃縮装置はエジェク
タによる真空発生方式を採用しているので、循環冷却水
の温度変化により真空度が不安定になり、品質のバラツ
キが発生したり、凝縮水を使用しているので前記の同伴
した飛沫が循環水やエジェクタ用ポンプを汚染させ、そ
の故障を引き起こす等の問題点がある。本発明は、上記
公知の真空濃縮装置の欠点を改良して、６０℃以下の加
熱温度で使用可能であると共に、加熱効率が高く、水蒸
気、冷却用水の使用を必要とせず、安定性、操作性に優
れ、しかも、製品の品質、収率および単位時間当たりの
生産量の高い真空濃縮装置を提供することを目的として
いる。
タによる真空発生方式を採用しているので、循環冷却水
の温度変化により真空度が不安定になり、品質のバラツ
キが発生したり、凝縮水を使用しているので前記の同伴
した飛沫が循環水やエジェクタ用ポンプを汚染させ、そ
の故障を引き起こす等の問題点がある。本発明は、上記
公知の真空濃縮装置の欠点を改良して、６０℃以下の加
熱温度で使用可能であると共に、加熱効率が高く、水蒸
気、冷却用水の使用を必要とせず、安定性、操作性に優
れ、しかも、製品の品質、収率および単位時間当たりの
生産量の高い真空濃縮装置を提供することを目的として
いる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意研究した結果、ヒートポンプを加熱
源とする減圧蒸気発生器で発生した減圧蒸気によってバ
キュームパン式真空蒸発缶の中の原液を間接的に加熱す
ることにより、上記目的を達成しうることを見出した。
達成するために鋭意研究した結果、ヒートポンプを加熱
源とする減圧蒸気発生器で発生した減圧蒸気によってバ
キュームパン式真空蒸発缶の中の原液を間接的に加熱す
ることにより、上記目的を達成しうることを見出した。
【０００９】すなわち、本発明の真空濃縮装置は、
（ａ）加熱サイクルと冷凍サイクルとを切り替え可能に
構成されたヒートポンプ、（ｂ）上記ヒートポンプの冷
凍サイクルにおける加熱源との間接熱交換によって減圧
下で液体熱媒体の減圧蒸気を発生させる減圧蒸気発生器
および（ｃ）バキュームパン式真空蒸発缶とよりなり、
上記バキュームパン式真空蒸発缶は上記減圧蒸気発生器
で発生した減圧蒸気を受け入れ原液を間接的に潜熱加熱
するスチームジャッケト、該スチームジャッケトからの
伝熱によって減圧下で原液を低温沸騰させて濃縮する原
液濃縮部および該原液濃縮部において発生した蒸気を上
記ヒートポンプの冷凍サイクルにおける冷熱源との間接
熱交換によって冷却凝縮させるベーパーコンデンサとを
備えていることを特徴とする。
（ａ）加熱サイクルと冷凍サイクルとを切り替え可能に
構成されたヒートポンプ、（ｂ）上記ヒートポンプの冷
凍サイクルにおける加熱源との間接熱交換によって減圧
下で液体熱媒体の減圧蒸気を発生させる減圧蒸気発生器
および（ｃ）バキュームパン式真空蒸発缶とよりなり、
上記バキュームパン式真空蒸発缶は上記減圧蒸気発生器
で発生した減圧蒸気を受け入れ原液を間接的に潜熱加熱
するスチームジャッケト、該スチームジャッケトからの
伝熱によって減圧下で原液を低温沸騰させて濃縮する原
液濃縮部および該原液濃縮部において発生した蒸気を上
記ヒートポンプの冷凍サイクルにおける冷熱源との間接
熱交換によって冷却凝縮させるベーパーコンデンサとを
備えていることを特徴とする。
【００１０】また、上記バキュームパン式真空蒸発缶に
は原液を攪拌すると共に缶壁に付着した濃縮物を掻き取
る攪拌機を設けた。原液は原液供給管路より真空蒸発缶
内に開閉弁を経て供給し、濃縮液は真空蒸発缶の缶底か
ら開閉弁を備えた濃縮液取出し管路を経て取り出すこと
ができる。
は原液を攪拌すると共に缶壁に付着した濃縮物を掻き取
る攪拌機を設けた。原液は原液供給管路より真空蒸発缶
内に開閉弁を経て供給し、濃縮液は真空蒸発缶の缶底か
ら開閉弁を備えた濃縮液取出し管路を経て取り出すこと
ができる。
【００１１】この真空濃縮装置を起動する際は、まず上
記減圧蒸気発生器に供給される液体熱媒体の温度を運転
温度よりも下げておく必要がある。そのために装置立ち
上げ時に、減圧蒸気発生器に導入された液体熱媒体の温
度をヒートポンプの加熱サイクルにおける冷熱源との間
接熱交換によって設定温度に設定する液体熱媒体の設定
温度調節機構を備えた。しかも、この液体熱媒体の設定
温度調節機構は、新たに別体として減圧蒸気発生器内に
設けるのではなく、ヒートポンプの冷凍サイクルにおけ
る加熱源として働く凝縮器を、ヒートポンプのパイプラ
インを切り替えることによって、加熱サイクルにおける
冷熱源として働く蒸発器に兼用させることによってその
機能を発揮できるようにした。
記減圧蒸気発生器に供給される液体熱媒体の温度を運転
温度よりも下げておく必要がある。そのために装置立ち
上げ時に、減圧蒸気発生器に導入された液体熱媒体の温
度をヒートポンプの加熱サイクルにおける冷熱源との間
接熱交換によって設定温度に設定する液体熱媒体の設定
温度調節機構を備えた。しかも、この液体熱媒体の設定
温度調節機構は、新たに別体として減圧蒸気発生器内に
設けるのではなく、ヒートポンプの冷凍サイクルにおけ
る加熱源として働く凝縮器を、ヒートポンプのパイプラ
インを切り替えることによって、加熱サイクルにおける
冷熱源として働く蒸発器に兼用させることによってその
機能を発揮できるようにした。
【００１２】
【作用】本発明の真空濃縮装置は、上記のように構成さ
れているため、液体熱媒体は減圧蒸気発生器内でヒート
ポンプの冷凍サイクルにおける加熱源によって加熱され
減圧蒸気を発生する。この減圧蒸気はバキュームパン式
真空蒸発缶のスチームジャケット内に導入されて、真空
蒸発缶内の原液を間接的に加熱する。真空蒸発缶内の原
液は減圧下で低温沸騰して濃縮される。この際、真空蒸
発缶内に設けた攪拌機によって原液を攪拌すると共に缶
壁に付着した濃縮物を掻き取る。低温沸騰によって原液
より発生した蒸気は真空蒸発缶の上部のベーパーコンデ
ンサでヒートポンプの冷凍サイクルにおける冷熱源との
熱交換によって凝縮され、ドレーンとなって系外に取り
出される。
れているため、液体熱媒体は減圧蒸気発生器内でヒート
ポンプの冷凍サイクルにおける加熱源によって加熱され
減圧蒸気を発生する。この減圧蒸気はバキュームパン式
真空蒸発缶のスチームジャケット内に導入されて、真空
蒸発缶内の原液を間接的に加熱する。真空蒸発缶内の原
液は減圧下で低温沸騰して濃縮される。この際、真空蒸
発缶内に設けた攪拌機によって原液を攪拌すると共に缶
壁に付着した濃縮物を掻き取る。低温沸騰によって原液
より発生した蒸気は真空蒸発缶の上部のベーパーコンデ
ンサでヒートポンプの冷凍サイクルにおける冷熱源との
熱交換によって凝縮され、ドレーンとなって系外に取り
出される。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例を図１、図２によって説明す
る。本実施例の真空濃縮装置はバキュームパン式真空蒸
発缶１と減圧蒸気発生器２０とヒートポンプ３０とより
構成されている。バキュームパン式真空蒸発缶１は下部
に原液濃縮部２、上部にベーパーコンデンサ３を備えた
密閉された缶体より構成されていて、真空蒸発缶１の下
部外側にスチームジャケット４を備えている。スチーム
ジャケット４は減圧蒸気発生器２０で発生された減圧蒸
気を減圧蒸気供給管１５を経て導入し、真空蒸発缶１を
外部より間接的に潜熱加熱するためのものである。
る。本実施例の真空濃縮装置はバキュームパン式真空蒸
発缶１と減圧蒸気発生器２０とヒートポンプ３０とより
構成されている。バキュームパン式真空蒸発缶１は下部
に原液濃縮部２、上部にベーパーコンデンサ３を備えた
密閉された缶体より構成されていて、真空蒸発缶１の下
部外側にスチームジャケット４を備えている。スチーム
ジャケット４は減圧蒸気発生器２０で発生された減圧蒸
気を減圧蒸気供給管１５を経て導入し、真空蒸発缶１を
外部より間接的に潜熱加熱するためのものである。
【００１４】真空蒸発缶１の加熱によって凝縮されたス
チームジャケット４内の減圧蒸気はドレーンとなってド
レーン管１６を経て減圧蒸気発生器２０に戻される。８
は攪拌機であって、モーター７によって回転され、減圧
濃縮部２の原液を攪拌して均一加熱を行なわせると共
に、缶壁にこびり付いた濃縮物を掻き取る役目をする。
５は原液供給タンクで開閉弁付きの原液供給管路１３を
経て原液を真空蒸発缶１内に供給している。６は真空蒸
発缶１の缶底より導出される濃縮液取出し管路１４によ
り取り出される濃縮液を受け入れる受槽である。１１は
ドレーンタンクでベーパーコンデンサ３で凝縮された凝
縮液を管路１７を経て受け入れるタンクである。１２は
真空ポンプで管路１７、１８を経て真空蒸発缶１内を真
空にするためのものである。
チームジャケット４内の減圧蒸気はドレーンとなってド
レーン管１６を経て減圧蒸気発生器２０に戻される。８
は攪拌機であって、モーター７によって回転され、減圧
濃縮部２の原液を攪拌して均一加熱を行なわせると共
に、缶壁にこびり付いた濃縮物を掻き取る役目をする。
５は原液供給タンクで開閉弁付きの原液供給管路１３を
経て原液を真空蒸発缶１内に供給している。６は真空蒸
発缶１の缶底より導出される濃縮液取出し管路１４によ
り取り出される濃縮液を受け入れる受槽である。１１は
ドレーンタンクでベーパーコンデンサ３で凝縮された凝
縮液を管路１７を経て受け入れるタンクである。１２は
真空ポンプで管路１７、１８を経て真空蒸発缶１内を真
空にするためのものである。
【００１５】減圧蒸気発生器２０は内部に減圧蒸気発生
部２１を備えた密閉された缶体より構成されていて、下
部に液体熱媒体である水を供給する給水管２３、上部に
は減圧蒸気発生部２１で発生した減圧蒸気を真空蒸発缶
１のスチームジャケット４に供給する減圧蒸気供給管１
５を備えている。２５は圧力調整用真空ポンプであって
管路２４を経て減圧蒸気発生器２０に連通されている。
２６は圧力仕切弁であり、管路２４の途中に設けされて
いて減圧蒸気発生器２０の圧力が設定圧力になれば自動
的に閉鎖されるように構成されている。
部２１を備えた密閉された缶体より構成されていて、下
部に液体熱媒体である水を供給する給水管２３、上部に
は減圧蒸気発生部２１で発生した減圧蒸気を真空蒸発缶
１のスチームジャケット４に供給する減圧蒸気供給管１
５を備えている。２５は圧力調整用真空ポンプであって
管路２４を経て減圧蒸気発生器２０に連通されている。
２６は圧力仕切弁であり、管路２４の途中に設けされて
いて減圧蒸気発生器２０の圧力が設定圧力になれば自動
的に閉鎖されるように構成されている。
【００１６】３０はヒートポンプであって、コンプレッ
サ３１−オイルセパレタ３２−吐出ガス電磁弁４２−熱
交換用コイル３３−液電磁弁５０−サブコンデンサ３４
−レシーバタンク３５−フイルタドライヤ３６−液電磁
弁４８−膨張弁４６−ベーパーコンデンサ用熱交換器３
８−サブエバポレータ３９−アキュムレータ４０−フイ
ルタ４１−コンプレッサ３１の閉回路で濃縮運転中の冷
凍サイクルを構成している。
サ３１−オイルセパレタ３２−吐出ガス電磁弁４２−熱
交換用コイル３３−液電磁弁５０−サブコンデンサ３４
−レシーバタンク３５−フイルタドライヤ３６−液電磁
弁４８−膨張弁４６−ベーパーコンデンサ用熱交換器３
８−サブエバポレータ３９−アキュムレータ４０−フイ
ルタ４１−コンプレッサ３１の閉回路で濃縮運転中の冷
凍サイクルを構成している。
【００１７】５１はサブコンデンサ３４に送風する送風
機であって、系内の圧力（温度）によってオン−オフ制
御して吐出側の圧力を一定にに維持する。５２はサブエ
バポレータ３９のための送風機である。４３はバイパス
管路５７に設けた吐出ガス電磁弁、４４はバイパス管路
５５に設けた電磁弁、４５はバイパス管路５６に設けた
吸入ガス電磁弁、４７はバイパス管路５８に設けた膨張
弁、４９はバイパス管路５８に設けた液電磁弁である。
３７は吐出側圧力計、５３は圧力スイッチ、５４は吸入
側圧力計、５９はバイパス管路である。なお、冷媒には
フロン２２を使用している。
機であって、系内の圧力（温度）によってオン−オフ制
御して吐出側の圧力を一定にに維持する。５２はサブエ
バポレータ３９のための送風機である。４３はバイパス
管路５７に設けた吐出ガス電磁弁、４４はバイパス管路
５５に設けた電磁弁、４５はバイパス管路５６に設けた
吸入ガス電磁弁、４７はバイパス管路５８に設けた膨張
弁、４９はバイパス管路５８に設けた液電磁弁である。
３７は吐出側圧力計、５３は圧力スイッチ、５４は吸入
側圧力計、５９はバイパス管路である。なお、冷媒には
フロン２２を使用している。
【００１８】次に、このように構成された真空濃縮装置
の運転方法について説明する。 〈立ち上げ時の減圧蒸気発生器内の圧力調整〉まずヒー
トポンプ３０の冷媒回路を加熱サイクル運転にする。そ
のためには、吐出ガス電磁弁４３、吸入ガス電磁弁４
５、液電磁弁４９、送風機５１をオンにして、コンプレ
ッサ３１−オイルセパレタ３２−吐出ガス電磁弁４３−
サブコンデンサ３４−レシーバタンク３５−フイルタド
ライヤ３６−液電磁弁４９−膨張弁４７−熱交換用コイ
ル３３−吸入ガス電磁弁４５−サブコンデンサ３９（冷
凍サイクルのサブエバポレータ３９を共用する）−アキ
ュムレータ４０−フイルタ４１−コンプレッサ３１の閉
回路を形成する。
の運転方法について説明する。 〈立ち上げ時の減圧蒸気発生器内の圧力調整〉まずヒー
トポンプ３０の冷媒回路を加熱サイクル運転にする。そ
のためには、吐出ガス電磁弁４３、吸入ガス電磁弁４
５、液電磁弁４９、送風機５１をオンにして、コンプレ
ッサ３１−オイルセパレタ３２−吐出ガス電磁弁４３−
サブコンデンサ３４−レシーバタンク３５−フイルタド
ライヤ３６−液電磁弁４９−膨張弁４７−熱交換用コイ
ル３３−吸入ガス電磁弁４５−サブコンデンサ３９（冷
凍サイクルのサブエバポレータ３９を共用する）−アキ
ュムレータ４０−フイルタ４１−コンプレッサ３１の閉
回路を形成する。
【００１９】そして、吐出ガス電磁弁４３、吸入ガス電
磁弁４５、液電磁弁４９をオンとし、サブコンデンサ３
９の送風機５２をオン−オフ制御して、減圧蒸気発生器
２０内の熱交換用コイル３３を冷却して減圧蒸気発生部
２１内の水の温度を冷却し、濃縮に必要な温度になるよ
うに熱交換部２２の圧力を圧力調整用真空ポンプ２５で
調整する。
磁弁４５、液電磁弁４９をオンとし、サブコンデンサ３
９の送風機５２をオン−オフ制御して、減圧蒸気発生器
２０内の熱交換用コイル３３を冷却して減圧蒸気発生部
２１内の水の温度を冷却し、濃縮に必要な温度になるよ
うに熱交換部２２の圧力を圧力調整用真空ポンプ２５で
調整する。
【００２０】〈濃縮運転〉減圧蒸気発生器２０内の圧力
が所定の圧力になった時点で、ヒートポンプ３０の冷媒
回路を冷凍サイクルに切り替える。そのためには、吐出
ガス電磁弁４２、液電磁弁４８、５０をオンにして、サ
ブコンデンサ３９の送風機５２および吸入ガス電磁弁４
４を系内の圧力または温度でオン−オフ制御運転するこ
とによって、減圧蒸気発生器２０内の熱交換用コイル３
３を加熱して減圧蒸気発生部２１内の水を加熱して低温
沸騰させて減圧蒸気を発生させる。
が所定の圧力になった時点で、ヒートポンプ３０の冷媒
回路を冷凍サイクルに切り替える。そのためには、吐出
ガス電磁弁４２、液電磁弁４８、５０をオンにして、サ
ブコンデンサ３９の送風機５２および吸入ガス電磁弁４
４を系内の圧力または温度でオン−オフ制御運転するこ
とによって、減圧蒸気発生器２０内の熱交換用コイル３
３を加熱して減圧蒸気発生部２１内の水を加熱して低温
沸騰させて減圧蒸気を発生させる。
【００２１】バキュームパン式真空蒸発缶１内の真空度
を真空ポンプ１２によって設定圧力に設定した後、原液
供給タンク５より原液供給管路１３を経て真空蒸発缶１
内に原液が供給される。減圧蒸気発生器２０より減圧蒸
気供給管１５を経て供給される減圧蒸気はスチームジャ
ケット４に導入され、真空蒸発缶１内の原液を間接的に
潜熱加熱する。原液濃縮部２内の原液は真空蒸発缶１内
の真空度に応じて低温沸騰して水分が蒸発して濃縮され
る。発生した蒸気はベーパーコンデンサ３において、ヒ
ートポンプ３０の冷熱が供給される熱交換器３８によっ
て間接的に冷却される。冷却されて凝縮した凝縮水は管
路１７を経てドレーンタンク１１に貯えられ開閉弁を経
て系外に排出される。
を真空ポンプ１２によって設定圧力に設定した後、原液
供給タンク５より原液供給管路１３を経て真空蒸発缶１
内に原液が供給される。減圧蒸気発生器２０より減圧蒸
気供給管１５を経て供給される減圧蒸気はスチームジャ
ケット４に導入され、真空蒸発缶１内の原液を間接的に
潜熱加熱する。原液濃縮部２内の原液は真空蒸発缶１内
の真空度に応じて低温沸騰して水分が蒸発して濃縮され
る。発生した蒸気はベーパーコンデンサ３において、ヒ
ートポンプ３０の冷熱が供給される熱交換器３８によっ
て間接的に冷却される。冷却されて凝縮した凝縮水は管
路１７を経てドレーンタンク１１に貯えられ開閉弁を経
て系外に排出される。
【００２２】一方、スチームジャケット４内において真
空蒸発缶１内の原液を間接的に潜熱加熱した減圧蒸気は
凝縮してドレーンとなり、ドレーン管１６を経て減圧蒸
気発生器２０に戻される。製品である濃縮液は真空蒸発
缶１の缶底に連通する濃縮液取出し管路１４を経て濃縮
液受槽６に取り出される。
空蒸発缶１内の原液を間接的に潜熱加熱した減圧蒸気は
凝縮してドレーンとなり、ドレーン管１６を経て減圧蒸
気発生器２０に戻される。製品である濃縮液は真空蒸発
缶１の缶底に連通する濃縮液取出し管路１４を経て濃縮
液受槽６に取り出される。
【００２３】〈操業例〉まず、ヒートポンプ３０を加熱
サイクルにしてヒートポンプ３０を始動して減圧蒸気発
生器２０内の水を冷却してほぼ３０℃に設定する。次に
真空ポンプ２５を始動して減圧蒸気発生器２０内の圧力
を４０Ｔｏｒｒに調整して圧力調整弁２６を閉じる。次
にヒートポンプ３０を冷凍サイクルに切り替えて熱交換
用コイル３３によって減圧蒸気発生部２１の水を加熱す
る。この加熱によって約４５℃の減圧蒸気が発生する。
一方、真空蒸発缶１内の圧力を真空ポンプ１２によって
１０Ｔｏｒｒに設定する。蒸発缶１内の圧力が設定圧力
に到達すれば、原液を原液供給タンク５より真空蒸発缶
１内に供給する。そして、減圧蒸気をスチームジャケッ
ト４に送り込み濃縮運転を開始する。
サイクルにしてヒートポンプ３０を始動して減圧蒸気発
生器２０内の水を冷却してほぼ３０℃に設定する。次に
真空ポンプ２５を始動して減圧蒸気発生器２０内の圧力
を４０Ｔｏｒｒに調整して圧力調整弁２６を閉じる。次
にヒートポンプ３０を冷凍サイクルに切り替えて熱交換
用コイル３３によって減圧蒸気発生部２１の水を加熱す
る。この加熱によって約４５℃の減圧蒸気が発生する。
一方、真空蒸発缶１内の圧力を真空ポンプ１２によって
１０Ｔｏｒｒに設定する。蒸発缶１内の圧力が設定圧力
に到達すれば、原液を原液供給タンク５より真空蒸発缶
１内に供給する。そして、減圧蒸気をスチームジャケッ
ト４に送り込み濃縮運転を開始する。
【００２４】操作条件ならびにその結果は次の通りであ
る。 原液入口温度（原液供給管路１３内） １５℃ 原液加熱温度（スチームジャケット４内） ３４℃ 蒸発温度（真空蒸発缶１内） １５〜２０
℃ 操作真空度（真空蒸発缶１内） １０〜１５
Ｔｏｒｒ 加熱源温度（熱交換用コイル３３） 約４５℃
る。 原液入口温度（原液供給管路１３内） １５℃ 原液加熱温度（スチームジャケット４内） ３４℃ 蒸発温度（真空蒸発缶１内） １５〜２０
℃ 操作真空度（真空蒸発缶１内） １０〜１５
Ｔｏｒｒ 加熱源温度（熱交換用コイル３３） 約４５℃
【００２５】処理原液： 天然色素 原液組成： 水分９８．５ｗｔ％ 原液処理量： １５ｋｇ／ｈｒ 製品生産量： ０．４５ｋｇ／ｈｒ 製品組成： 水分５０ｗｔ％ 水分蒸発量： １４．５５ｋｇ／ｈｒ 製品の色調： 変化なし 分析結果： 材質に変化なし
【００２６】なお、参考のために従来の温水加熱による
真空濃縮装置による実績を次に述べる。 処理原液： 天然色素 原液組成： 水分９８．５ｗｔ％ 原液処理量： ９．８ｋｇ／ｈｒ 製品生産量： ０．２９ｋｇ／ｈｒ 製品組成： 水分５０ｗｔ％ 水分蒸発量： ９．５１ｋｇ／ｈｒ 製品の色調： やや劣る 分析結果： 材質に変化が見られた。
真空濃縮装置による実績を次に述べる。 処理原液： 天然色素 原液組成： 水分９８．５ｗｔ％ 原液処理量： ９．８ｋｇ／ｈｒ 製品生産量： ０．２９ｋｇ／ｈｒ 製品組成： 水分５０ｗｔ％ 水分蒸発量： ９．５１ｋｇ／ｈｒ 製品の色調： やや劣る 分析結果： 材質に変化が見られた。
【００２７】この結果から分かるように、本発明の装置
によれば加熱温度が一定であり、また単位時間当たりの
処理量が多い、言い換えれば処理時間が短いので、熱に
敏感な材料を濃縮する場合、熱による材質の変化が少な
く、得られた製品の品質は従来装置による場合に比較し
て格段に良好であった。
によれば加熱温度が一定であり、また単位時間当たりの
処理量が多い、言い換えれば処理時間が短いので、熱に
敏感な材料を濃縮する場合、熱による材質の変化が少な
く、得られた製品の品質は従来装置による場合に比較し
て格段に良好であった。
【００２８】
【発明の効果】原液を加熱するための減圧蒸気は減圧蒸
気発生器内で熱応答性のよいヒートポンプの冷凍サイク
ルにおける加熱源によって加熱されるので、立ち上がり
の時間が短くてすみ、また設定温度の変更も容易にでき
る。また、加熱温度や圧力の微小量の調節が可能である
と共に、設定温度および圧力のバラツキが少ないので、
安定した操業が可能となる。
気発生器内で熱応答性のよいヒートポンプの冷凍サイク
ルにおける加熱源によって加熱されるので、立ち上がり
の時間が短くてすみ、また設定温度の変更も容易にでき
る。また、加熱温度や圧力の微小量の調節が可能である
と共に、設定温度および圧力のバラツキが少ないので、
安定した操業が可能となる。
【００２９】原液の加熱は減圧蒸気の潜熱によって加熱
していので、蒸発缶内に設けたヒートポンプの凝縮器に
よって原液を直接加熱する場合に比較して、熱移動量が
遥かに高く、効率のよく原液を加熱することができる。
すなわち、通常、ヒートポンプの熱媒体に使用されるフ
ロン２２と減圧水蒸気の３５℃における蒸発潜熱を比較
すると、前者が４１ｋｃａｌ／ｋｇに対して、後者が５
７７ｋｃａｌ／ｋｇと１０倍以上の格差があり、単位流
量当たりの加熱効率は実行値において本発明の減圧水蒸
気を使用する方式の方が７〜１０倍優れている。
していので、蒸発缶内に設けたヒートポンプの凝縮器に
よって原液を直接加熱する場合に比較して、熱移動量が
遥かに高く、効率のよく原液を加熱することができる。
すなわち、通常、ヒートポンプの熱媒体に使用されるフ
ロン２２と減圧水蒸気の３５℃における蒸発潜熱を比較
すると、前者が４１ｋｃａｌ／ｋｇに対して、後者が５
７７ｋｃａｌ／ｋｇと１０倍以上の格差があり、単位流
量当たりの加熱効率は実行値において本発明の減圧水蒸
気を使用する方式の方が７〜１０倍優れている。
【００３０】真空蒸発缶内の原液は減圧下で低温沸騰し
て濃縮されるので、その真空度を調節することにより１
０〜１１０℃の範囲の任意の設定温度で濃縮することが
でき、また、その設定温度の変更も容易に行なうことが
できる。さらに、真空蒸発缶内に原液を攪拌すると共に
缶壁に付着した濃縮物を掻き取る攪拌機を備えているの
で、原液に対する熱交換速度を向上させると共に、濃縮
物が缶壁に付着して焦付が発生することを防止する。
て濃縮されるので、その真空度を調節することにより１
０〜１１０℃の範囲の任意の設定温度で濃縮することが
でき、また、その設定温度の変更も容易に行なうことが
できる。さらに、真空蒸発缶内に原液を攪拌すると共に
缶壁に付着した濃縮物を掻き取る攪拌機を備えているの
で、原液に対する熱交換速度を向上させると共に、濃縮
物が缶壁に付着して焦付が発生することを防止する。
【００３１】真空濃縮缶に付設されたベーパーコンデン
サは熱応答性のよいヒートポンプの冷凍サイクルにおけ
る冷熱源によって冷却されるので、冷却温度の微小量の
調節が可能であると共に、設定温度のバラツキが少ない
ので、安定した操業が可能となる。また、設定温度の変
更も容易である。
サは熱応答性のよいヒートポンプの冷凍サイクルにおけ
る冷熱源によって冷却されるので、冷却温度の微小量の
調節が可能であると共に、設定温度のバラツキが少ない
ので、安定した操業が可能となる。また、設定温度の変
更も容易である。
【００３２】原液の加熱用に用いられる減圧蒸気は閉鎖
系で使用されるので、運転中の水の補給は不用であり、
その他コンデンサ用の冷却水等も全く使用しないので、
水の消費量は極めて少なく、また、装置の運転には電力
以外のエネルギーを全く使用しなくてよいので、システ
ムの運用、管理が極めて容易である。原液の加熱用の熱
交換部は真空蒸気発生器の蒸気雰囲気内にあるので腐食
が少なく、メンテナンスコストの低減が図れる。
系で使用されるので、運転中の水の補給は不用であり、
その他コンデンサ用の冷却水等も全く使用しないので、
水の消費量は極めて少なく、また、装置の運転には電力
以外のエネルギーを全く使用しなくてよいので、システ
ムの運用、管理が極めて容易である。原液の加熱用の熱
交換部は真空蒸気発生器の蒸気雰囲気内にあるので腐食
が少なく、メンテナンスコストの低減が図れる。
【図１】本発明の実施例の真空濃縮装置の概略図。
【図２】図１の装置の部分的拡大図。
１ バキュームパン式真空蒸発缶 ２ 原液濃縮部 ３ ベーパーコンデンサ ４ スチームジャケット ５ 原液供給タンク ６ 濃縮液受槽 ７ モーター ８ 攪拌機 １１ ドレーンタンク １２ 真空ポンプ １３ 原液供給管路 １４ 濃縮液取出し管路 １５ 減圧蒸気供給管 １６ ドレーン管 ２０ 減圧蒸気発生器 ２１ 減圧蒸気発生部 ２３ 給水管 ２５ 圧力調整用真空ポンプ ２６ 圧力仕切弁 ３０ ヒートポンプ ３１ コンプレッサ ３３ 熱交換用コイル ３４ サブコンデンサ ３５ レシーバタンク ３８ ベーパーコンデンサ用熱交換器 ３９ サブエバポレータ ４０ アキュムレータ ４２ 吐出ガス電磁弁 ４３ 吐出ガス電磁弁 ４４ 吸入ガス電磁弁 ４５ 吸入ガス電磁弁 ４６ 膨張弁 ４７ 膨張弁 ４８ 液電磁弁 ４９ 液電磁弁 ５０ 液電磁弁 ５１ 送風機 ５２ 送風機
Claims (3)
- 【請求項１】 加熱サイクルと冷凍サイクルとを切り替
え可能に構成されたヒートポンプ、上記ヒートポンプの
冷凍サイクルにおける加熱源との間接熱交換によって減
圧下で液体熱媒体の減圧蒸気を発生させる減圧蒸気発生
器およびバキュームパン式真空蒸発缶とよりなり、上記
バキュームパン式真空蒸発缶は上記減圧蒸気発生器で発
生した減圧蒸気を受け入れ原液を間接的に潜熱加熱する
スチームジャッケトと、該スチームジャッケトからの伝
熱によって減圧下で原液を低温沸騰させて濃縮する原液
濃縮部と該原液濃縮部において発生した蒸気を上記ヒー
トポンプの冷凍サイクルにおける冷熱源との間接熱交換
によって冷却凝縮させるベーパーコンデンサとを備えて
いることを特徴とする真空濃縮装置。 - 【請求項２】 上記バキュームパン式真空蒸発缶に原液
を攪拌すると共に缶壁に付着した濃縮物を掻き取る攪拌
機を設けたことを特徴とする請求項１記載の真空濃縮装
置。 - 【請求項３】 装置立ち上げ時に、上記減圧蒸気発生器
に導入された液体熱媒体の温度を上記ヒートポンプの加
熱サイクルにおける冷熱源との間接熱交換によって設定
温度に調節する液体熱媒体の設定温度調節機構を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の真空濃縮装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5182142A JP2844296B2 (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 真空濃縮装置 |
| EP94108632A EP0631799B1 (en) | 1993-06-29 | 1994-06-06 | Vacuum concentrating plant |
| DE69406987T DE69406987T2 (de) | 1993-06-29 | 1994-06-06 | Vakuum Konzentrationsanlage |
| US08/261,143 US5417084A (en) | 1993-06-29 | 1994-06-14 | Vacuum concentrating plant |
| KR1019940014502A KR970009639B1 (ko) | 1993-06-29 | 1994-06-23 | 진공농축장치 |
| TW083105789A TW247277B (ja) | 1993-06-29 | 1994-06-25 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5182142A JP2844296B2 (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 真空濃縮装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH078704A true JPH078704A (ja) | 1995-01-13 |
| JP2844296B2 JP2844296B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=16113091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5182142A Expired - Lifetime JP2844296B2 (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 真空濃縮装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5417084A (ja) |
| EP (1) | EP0631799B1 (ja) |
| JP (1) | JP2844296B2 (ja) |
| KR (1) | KR970009639B1 (ja) |
| DE (1) | DE69406987T2 (ja) |
| TW (1) | TW247277B (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100374845B1 (ko) * | 2000-09-29 | 2003-03-04 | 민중기 | 두부의 제조방법 |
| WO2004000734A1 (ja) * | 2002-06-19 | 2003-12-31 | Sasakura Engineering Co., Ltd. | 含フッ素乳化剤の回収方法 |
| JP2009216708A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Areva Np Gmbh | 冷却回路の冷却材から中性子吸収材を分別除去する方法とその装置 |
| JP2012206035A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Okawara Mfg Co Ltd | 遠心式薄膜真空蒸発装置が具えられた濃縮装置並びにその運転方法 |
| US9881985B2 (en) | 2012-02-28 | 2018-01-30 | Boe Technology Group Co., Ltd. | OLED device, AMOLED display device and method for manufacturing same |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2840542B1 (fr) * | 2002-06-07 | 2005-03-18 | Andre Champeau | Distillateur d'effluents liquides, aqueux ou organiques a regeneration |
| NZ520365A (en) * | 2002-07-24 | 2004-12-24 | Distech Ltd | Vacuum sealing arrangement for a liquid concentrator |
| HRP20041230B1 (hr) * | 2002-08-07 | 2013-02-28 | Laboratoire Medidom S.A. | Postupak pripreme sterilnog pripravka hijaluronske kiseline visoke molekularne težine |
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