JPH0620483B2 - 薄膜式蒸発濃縮装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜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、撹拌ブレードにより撹拌混合作用を与
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て、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撹拌
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撹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撹拌ブレードの
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、撹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装置に係る発明であ
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、二次加工された食品、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、野菜ビューレ、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されて採用され実用化され
ているが、例えば、第７、８図に示す様な境膜式熱交換
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に連結された軸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…により混合撹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15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＞ さりながら、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、ロータが複段のブレード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ブレート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あり、初
期組み付け構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ね返る不
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
発され、撹拌ブレード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、撹拌ブレード11′はブレ
ードホルダ10′に対しピン22で枢支し、該撹拌ブレード
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、混合撹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、該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
とながら残渣量も減少し、当該残渣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
あるが、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図に示す撹拌ブレード1
1′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。

さりながら、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。

＜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
体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
ブレードホルダにピンを介して撹拌ブレードをスイング
自在に枢支し、撹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て回転す
る撹拌ブレードによりシリンダ内面に薄膜式に流過して
加熱混合撹拌がなされて蒸発が促進されると共に、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
さ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、この出願と発明の実施例を第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て、10′はブレードホル
ダであり、撹拌ブレード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
成され、ブレードホルダ10′基部の座10″がボルト23に
より締結固定されるようにされており、ピン22を介し撹
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△ｈだけ設計通りに形成
することが出来るようにされており、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あるためにこの出
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24を介装させて設計通りの微
小クリアランス21が△ｈ形成することができるようにさ
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を用意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21△ｈが形成されるように選択
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△ｈ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
図に示す様に厚さの著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、撹拌ブレード11′とシリンダ３との内面との
間の微小クリアランス21△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を介して撹拌ブレード11′をスイング自在に取付け
ることにより、稼動中における撹拌ブレード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△ｈ
は設計通りの微小クリアランスに形成されて、供給口12
から供給される溶剤等の被処理物23はシリンダ３内の濃
縮処理部内に於て排出口17へ流過される間に流過する加
熱流体により加熱され、又、撹拌ブレード11′、11′…
により撹拌混合され、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
され、終期プロセスにおいては粉末化されて製品18′と
して取り出される。

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。

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かるどころか売却
利益が得られて経費的にもプラスすることが分る。

尚、この発明の実施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
方向にテーパー状に形成する等種々の態様が採用可能で
ある。

＜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撹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
ンスの形成が撹拌ブレードをブレードホルダを介してシ
ャフトに組付ける取合部に於て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、撹拌ブレード
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、設計通りの撹拌蒸発による高濃
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、残渣量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得にすらなる
という利点がある。

又、稼動中における撹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
濃縮の粉末が得られて従来の粘性の高い残渣と異なり、
焼却等必要がなくなり、焼却費も削減され、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あ
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図は撹拌ブレー
ドとシリンダ内面の微小クリアランスの側面図である。 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′……撹拌ブレード、 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、

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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撹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、上記シャフトと撹拌ブレードとの取合部に該
   撹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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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。